From 1a5ef9063c364d996e40197242ba8f516d9b2dbc Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: SCHOOL Date: Thu, 17 Sep 2026 22:10:48 +0800 Subject: [PATCH] =?UTF-8?q?=E9=A1=BA=E5=BA=8F=E8=A1=A8=E5=AE=8C=E6=88=90?= =?UTF-8?q?=EF=BC=9A=E4=BB=BB=E6=84=8F=E4=BD=8D=E7=BD=AE=E6=8F=92=E5=85=A5?= =?UTF-8?q?=20/=20=E5=88=A0=E9=99=A4=EF=BC=8C=E7=BB=9F=E4=B8=80=E7=94=A8?= =?UTF-8?q?=20end=20=E8=A1=A8=E7=A4=BA=E5=85=83=E7=B4=A0=E4=B8=AA=E6=95=B0?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit 新增功能： - q_addpro 任意位置插入，含位置合法性检查（0 <= num <= end） - q_reducepro 任意位置删除，含位置合法性检查（0 <= num <= end-1） - q_reduce 出队，一行复用 q_reducepro(q, 0, x) 修复： - q_add 的扩容判断改用 end。原先用未初始化的 length， 导致 "length == max" 永远不成立，扩容代码从未执行过，是潜在的堆越界 结构调整： - 去掉 length 字段 —— 它与 end 表示同一件事，并存必然产生不一致 - 1.c 改名为 seqlist.c（顺序表 sequential list） 调试记录.md 改名为 seqlist-debug-notes.md 验收： - gcc -Wall -Wextra 零 warning 零 error - 18 个用例全绿（含 0 号位 / 末尾 / 末尾+1 / 负数 / 空表 / 自动扩容） 详见 seqlist-debug-notes.md 中记录的 8 个坑及沉淀的原则。 --- seqlist-debug-notes.md | 266 +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 1.c => seqlist.c | 34 ++++-- 调试记录.md | 121 ------------------- 3 files changed, 289 insertions(+), 132 deletions(-) create mode 100644 seqlist-debug-notes.md rename 1.c => seqlist.c (72%) delete mode 100644 调试记录.md diff --git a/seqlist-debug-notes.md b/seqlist-debug-notes.md new file mode 100644 index 0000000..ca44844 --- /dev/null +++ b/seqlist-debug-notes.md @@ -0,0 +1,266 @@ +# seqlist —— 顺序表开发记录 + +用 C 手写顺序表（顺序存储的线性表）：动态数组 + 任意位置插入/删除。 + +--- + +## 状态 + +| | | +|---|---| +| 源文件 | `seqlist.c` | +| 编译 | `gcc -Wall -Wextra seqlist.c -o seqlist.exe` —— **零 warning 零 error** | +| 进度 | 增、删、查全部完成 ✅ | + +## 接口一览 + +| 函数 | 作用 | 返回值 | +|---|---|---| +| `q_init(q, len)` | 建表，容量 len | 0 | +| `q_add(q, x)` | 尾部追加（容量不够自动扩容） | 0 | +| `q_addpro(q, num, x)` | 在 num 号位插入 x | 0 成功 / −1 位置非法 | +| `q_reducepro(q, num, &x)` | 取走 num 号位的元素，值写给 x | 0 成功 / −1 位置非法 | +| `q_reduce(q, &x)` | 取走队头元素 | 同 `q_reducepro` | +| `printall(q)` | 打印全表 | 0 | + +## 结构体 + +```c +typedef struct { + int max; // 容量 + int *start; // 内存起始地址 + int front; // 预留（循环队列要用） + int end; // 元素个数，同时也是"下一个空位"的下标 +} queue; +``` + +**决定：不要 `length` 字段。** 曾经有过一个 `length`，和 `end` 表示同一件事。 +两个变量记同一件事，就必然有"两个数不一样"的那天。现在统一用 `end`。 + +## 约定 + +- **`end` 是"下一个空位"的下标**，数值上等于元素个数。 +- 合法下标范围：`0 .. end-1` +- 合法**插入**位置：`0 <= num <= end`（可以插在末尾，等于追加） +- 合法**删除**位置：`0 <= num <= end-1`（不能删"末尾之后"，那儿没东西） + +--- + +# 踩过的坑 + +按发现顺序排列。每条都记下"当时是怎么识别出来的"——这个比结论更值钱。 + +## 1. `realloc` 尺寸算错 → 堆越界 + +```c +q->start = realloc(q->start, sizeof(q->max)); // ❌ +q->start = realloc(q->start, q->max * sizeof(int)); // ✅ +``` + +`sizeof(q->max)` 是"一个 int 占几字节"(4)，不是"总共要几字节"。 + +**现象**：打印出来一串每次都不同的随机数（`490`→`467`、`1494745424`→`-960036528`）。 + +> 💡 **识别技巧：数据每次运行都不一样 → 读到的不是自己的数据，是别人的内存。** + +因为 realloc 只申请了 4 字节，后面的格子被堆的管理数据占用了。 + +## 2. 忘了把 `x` 真正写进去 + +平移做完了，但没执行 `q->start[num] = x;`，参数 `x` 从头到尾没被用过。 + +> 💡 编译器的 warning 里点了名：`unused parameter 'x'`。 +> **编译器说某个参数"没被用过"，八成是漏写了什么。** + +## 3. 平移循环：起点、方向、类型，三个错 + +```c +for (size_t i = q->end; i < num-1; i--) // ❌ 三个错全占了 +for (int i = q->end - 1; i >= num; i--) // ✅ +``` + +| 错 | 表现 | 原因 | +|---|---|---| +| **起点** `end` | 多搬一次"空气"，垃圾值混进表 | `end` 是空位，真数据只到 `end-1` | +| **方向** `i--` 配 `i <` | 条件第一秒就为假，**循环一次都不跑** | 往上数的条件配了往下数的循环 | +| **类型** `size_t` | 往下数会"翻车" | 无符号类型减到 0 以下会变成天文数字 | + +**方向为什么必须从后往前**：如果从前往后搬，`start[1] = start[0]` 会先把 1 号位 +原来等着被搬的东西**踩掉**。从后往前，每一格的目标位都是刚刚腾出来的。 + +> 💡 **识别技巧：在循环里插一行 `printf("i=%d\n", i)`。** +> 空的就是一次没跑 → 怀疑条件；有值但值不对 → 怀疑起点。一次插桩把问题一劈两半。 + +> 💡 **写循环之前先在注释里填三个空：起点、停手线、方向。** +> 填不完，说明还没想清楚，先别写。 + +## 4. `size_t` 到底是什么 + +**无符号整数**，标准库用来表示"大小/个数"。`sizeof`、`malloc`、`strlen` 都用它。 +本机是 8 字节，最大 18446744073709551615。 + +**为什么危险**：拿一个"可能为负"的数和它比较时，**负数会被转成天文数字**。 + +```c +int num = 0; +size_t i = 5; +i > num - 1 // 心里想的是 5 > -1 → 成立 + // 实际: -1 被转成 18446744073709551615 + // 5 > 18446744073709551615 → 不成立！ +``` + +**口诀：`size_t` 是"往上数"的类型；要往下数，用 `int`。** + +> 📌 别盲信编辑器补全。`for (size_t i = 0; i < n; i++)` 是最标准的"往上数"写法， +> 但它不知道你的循环是倒着走的。**循环头必须自己想清楚再按 Tab。** + +## 5. `end + 1` 这个 off-by-one + +```c +for (int i = num; i < q->end+1; i++) // ❌ 删多了一次 +for (int i = num; i < q->end-1; i++) // ✅ +``` + +`+1` 让 `i` 跑到了 `end`，把"空位"当成了"数据"，读写了数据之外的内存。 + +> 📌 **规律：`end` 是空位、不是数据。凡是循环想碰"最后一个元素"，上界就得是 `end-1`。** + +## 6. 没有参数校验 → 静默堆越界 + +`q_addpro(&q, 11, x)` 在表长只有 5 时被接受，数据写到了下标 11。 +程序不报错、不崩溃、静默跑完。 + +**教训**： +- **越界 ≠ 崩溃。** Windows 上页是按 4KB 给的，多写几个字节可能还在同一页里。 + 最危险的就是这种"静默写坏"。 +- **容量不够可以扩；位置不存在，只能拒绝。** 用扩容去接非法位置， + 只会在表中间造出"洞"，那就不是顺序表了。 +- **做"安全检查"的人也要防**：如果非法位置能触发任意大的 `realloc`， + 别人传个 `num = 100000000` 就能把你的程序搞垮。 + +## 7. `q->length` 从未初始化 → 扩容逻辑变成死代码 + +`q_init` 设了 `max`、`front`、`end`，唯独没设 `length`。 +而 `q_add` 的扩容判断是 `if (q->length == q->max)` —— 拿一个**栈上的随机数**做判断。 + +实测：重新初始化后 `length` 还留着上一次的 151，于是 `151 == 3` 永远不成立， +**扩容那段代码一次都没跑过**。往容量 3 的表里放 6 个数，后 3 个直接写到缓冲区外面。 + +> 📌 **`malloc` 出来的是"别人用过的"，栈上的变量是"上个人留下的"。** +> **任何没被你亲自赋过值的字段，都是在读别人的垃圾。** +> **初始化时，结构体的每个字段都应该是确定的。** + +## 8. 删 `length` 字段时，多留了一行 `q->end++` + +把 `q->length++;` 换成 `q->end++;` —— 但 `q->end++` 那行本来就在上面： + +```c +q->start[q->end] = num; +q->end++; // 本来就有 +q->end++; // 新加的 ← 每加一个数，end 往前走两格 +``` + +**现象**：加了 `1 2 3`，得到 `end=6`、表 `[1 0 2 0 3 0]`（元素之间夹着洞）。 + +**注意：编译器一条 warning 都没报。** 两句 `q->end++;` 完全合法 —— +语法没错、类型没错，**它错在"意图"上，而编译器读不懂意图**。 + +> 📌 **教训一：改代码不是"找一行相似的替换掉"。** +> 替换之前先问："**我要换掉的那个东西，是不是真的在这儿？**" +> （和之前那个复制粘贴没改的 `if (num>q->max)` 是同一类毛病： +> 靠"形状相似"改代码，而不是靠"理解这块地方在干什么"。） + +> 📌 **教训二：`零 warning` ≠ `正确`。** +> 编译器能挡住语法错、类型错、明显笔误，**挡不住逻辑错**。 +> 这半边的责任只能靠测试来扛。 +> +> | 手段 | 抓什么 | 抓不到什么 | +> |---|---|---| +> | `gcc -Wall -Wextra` | 语法错、类型错、可疑写法 | **逻辑错** | +> | **跑测试** | 逻辑错 | 编译期问题 | + +--- + +# 沉淀下来的原则 + +1. **初始化要把所有字段都设上。** 没设的字段 = 别人的垃圾。 +2. **校验放在最前面。** 碰内存的动作，一个都不能在校验之前发生。 +3. **改原因，不要在下游拦症状。** 用 `if` 挡住错的循环，循环还是错的。 +4. **能用一个路径解决的，别开两个。** 两个分支 = 两份要维护的逻辑。 +5. **错误要一路传上去，不能半路被吞。** `return q_reducepro(q,0,x);` 就是全部。 +6. **越界有两种**：逻辑越界（读自己的垃圾）不崩；物理越界（写别人的内存）危险。 +7. **先看函数签名要什么类型**（编译器会念 `expected ...`），再检查手上的变量。 + `&q` 在 `q` 已是指针时多加一层；`*x` 在 `x` 已是指针时剥掉一层。 +8. **边界测试**：测"0 号位""末尾""末尾+1""负数""空表"。 + **只测"正常情况"等于没测。** +9. **先写期望，再跑。** 不然"看起来对"会骗你。 + （曾经看到 `666` 出现在 0 号位就以为插入对了，其实原来的 `1` 被覆盖了。） +10. **检查返回值**，也要检查**表本身有没有被动过**。报错了但数据被改坏，等于白报。 + +--- + +# 测试清单（当前全绿） + +**插入**（表 `1 2 3 4 5`） + +| 调用 | 期望 | +|---|---| +| `addpro(0, 666)` | `666 1 2 3 4 5` | +| `addpro(2, 666)` | `1 2 666 3 4 5` | +| `addpro(end, 666)` | `1 2 3 4 5 666` | +| `addpro(end+1, 666)` | −1，表不动 | +| `addpro(-1, 666)` | −1，表不动 | + +**删除**（表 `1 2 3 4 5`） + +| 调用 | 期望 | +|---|---| +| `reducepro(0)` | x=1，表变 `2 3 4 5` | +| `reducepro(2)` | x=3，表变 `1 2 4 5` | +| `reducepro(end-1)` | x=5，表变 `1 2 3 4` | +| `reducepro(end)` | −1，表不动 | +| `reducepro(-1)` | −1，表不动 | +| `reducepro(0)`（空表） | −1，表不动 | + +**队头出队** + +| 调用 | 期望 | +|---|---| +| 连续 `q_reduce` 五次 | 依次拿到 1 2 3 4 5，表变空 | +| 空表再 `q_reduce` | −1 | + +**扩容** + +- [x] 往容量 3 的表里加 6 个 → `max` 涨到 8，表 `[1 2 3 4 5 6]` ✅ + +--- + +# 环境与工具 + +- **编码**：源文件是 GBK，PowerShell 里中文正常显示。 + **不要**加 `-fexec-charset=GBK`（会转两次，反而乱码）。 +- **编译**：`gcc -Wall -Wextra seqlist.c -o seqlist.exe` +- **检查警告要用完整编译**：`-fsyntax-only` 会漏掉 `-Wreturn-type` 这类后阶段警告。 +- **本机没装 ASan**（AddressSanitizer）。想抓堆越界可以自己埋"地雷"： + 多申请一格、放一个哨兵值、事后检查它有没有被动过。 + （ASan 的原理就是这个，只是自动化的：在每块内存前后埋一圈"红区"并标记为禁止访问。） +- **VSCode**：`.`vscode/tasks.json` 里配了构建任务，`Ctrl+Shift+B` 编译， + 结果进「问题」面板。**但记住：编辑器的波浪线是参考，编译器才是判决。** +- **看循环变量**：`gdb` 可用 `watch` 命令给内存地址下监视点，值一变就中断。 + +--- + +# 下一步：循环队列 + +顺序表做队列用时，暴露一个痛点： + +> **`q_reduce` 每次从队头取元素，都要把后面所有元素往前搬一遍。表越长越慢。** + +`q_reduce(q, &x)` 内部调的是 `q_reducepro(q, 0, x)` —— 删 0 号位， +意味着 `end-1` 个元素全都要挪窝。取 N 次就是 O(N²)。 + +**循环队列要解决的就是这个**：不搬数据，改成让"队头"和"队尾"两个下标 +在数组里**绕圈走**，走到末尾就回到开头。 + +预告：到时候会遇到一个新问题 —— **队空和队满，怎么区分？** +（`front == rear` 既可能是空、也可能是满。） diff --git a/1.c b/seqlist.c similarity index 72% rename from 1.c rename to seqlist.c index 66c52c1..198ca73 100644 --- a/1.c +++ b/seqlist.c @@ -4,10 +4,10 @@ typedef struct { int max; //б󳤶 -int length; //бڵij +//int length; //бڵij int *start; //ڴַʼλ int front; //бʼ -int end; //б +int end; //бһλõ }queue; @@ -23,23 +23,30 @@ q->end=0; int q_add(queue *q,int num){ //߼Ԫ -if(q->length==q->max){ //˵Զ +if(q->end==q->max){ //˵Զ q->max+=5; q->start=realloc(q->start,q->max*sizeof(int)); } q->start[q->end]=num; q->end++; -q->length++; +return 0; } int q_addpro(queue *q,int num,int x){ //numDzλãxDzԪءطԪأҪȥһźֵ //жϹλüȥ +//ݽһ飬ҪһǷ--ֱӱֻһλ׷ӣҲܣǾ͵q_addƺ +if (num>q->end||num<0){ + return -1; //ֱӱ +} +// if (num==q->max){ +// q_add(q,x); +// } ѭѾԴˣҪ if(q->end>=q->max){ q->max=q->max+5; q->start=realloc(q->start,q->max*sizeof(int));//ݴ룬maxҲһ } //ȻдƽƵĴΣѼλõĶendжƽһ -for (size_t i = q->end; i > num-1; i--) +for (int i = q->end-1; i >= num; i--) { /* code */ q->start[i+1]=q->start[i]; @@ -50,29 +57,33 @@ q->end++; q->start[num]=x; - +return 0; } -int q_reduce(){ //ǰԪ -} - int q_reducepro(queue *q,int num ,int *x){ //طԪأҲ+ֵ + if(num>=q->end||num<0){return -1;} *x=q->start[num]; -for (size_t i = num; i < q->end+1; i++) + +for (int i = num; i < q->end-1; i++) { /* code */ q->start[i]=q->start[i+1]; +} +q->end--; +return 0; } +int q_reduce(queue *q,int *x){ //ǰԪ +return q_reducepro(q,0,x); } int printall(queue *q){ //ӡȫ printf("δӡ"); - for (size_t i = 0; i < q->end; i++) + for (int i = 0; i < q->end; i++) { /* code */ @@ -100,6 +111,7 @@ q_add(&q,b); } printall(&q); printf("\nм: 3λò6665λò-77,11λò1919810"); + q_addpro(&q,3,666); q_addpro(&q,5,-77); q_addpro(&q,11,1919810); diff --git a/调试记录.md b/调试记录.md deleted file mode 100644 index a5afb63..0000000 --- a/调试记录.md +++ /dev/null @@ -1,121 +0,0 @@ -# 调试记录 - -记录顺表练习过程中遇到的问题和当时的想法。 - ---- - -## 2026-09-17 当前进度 - -| 函数 | 状态 | -|---|---| -| `q_init` | 可用（但见问题 3） | -| `q_add` | 可用 | -| `printall` | 可用 | -| `q_addpro` | 能跑，但有 bug（见问题 1、2） | -| `q_reduce` | 空函数，未写 | -| `q_reducepro` | 写了，未测试（见问题 4） | - ---- - -## 问题 1：`q_addpro` 平移时多搬了一次，把垃圾值带进了表 - -**现象**：插入之后，数据末尾会多出一个来源不明的值。 - -**复现**：表长 3、元素 `1 2 3`，执行 `q_addpro(&q, 3, 666)`， -打印结果为 `1 2 3 666 3801155 ...` —— `3801155` 不是任何一次输入的数据。 - -**待查**：循环的**起点**取的应该是哪一个下标？ - -> 补充：同样的问题在表长 6 时也存在，只是那次垃圾值落到了打印范围之外， -> 所以没被发现。**同一个 bug，换个尺寸才现形。** - ---- - -## 问题 2：`q_addpro` 不检查插入位置是否合法 - -**现象**：`q_addpro(&q, 11, 1919810)` 在表长只有 5 时被接受， -程序不报错、不崩溃，静默跑完。 - -**实际后果**：扩容后 `max = 8`（合法下标 0~7），但数据被写到了 **下标 11**。 -也就是往不属于自己的内存里写了 4 格 —— **堆越界**。 - -**记住的教训**： - -- 越界 ≠ 崩溃。Windows 上这类写坏通常无声无息，只在特定边界才炸。 -- 防御性编程：函数应该先检查参数，发现非法就**立刻返回**， - 并用返回值告诉调用方"我失败了"。 -- 这几个函数都声明成 `int`，但从来没 `return` 过 —— 那个 `int` 就是留给这件事的。 - -**待定**：合法插入位置的范围是什么？（`num` 能不能等于表长？能不能负数？） -检测到非法之后，函数该怎么返回？调用方该怎么处理？ - ---- - -## 问题 3：`q->length` 从未被初始化 - -`q_init` 里只设了 `max`、`front`、`end`，**没有给 `length` 赋值**。 -但 `q_add` 的扩容判断用的是 `q->length == q->max` —— -等于拿一个栈上的随机数来决定要不要扩容。 - -目前测试没踩到，是因为运气。换个输入就会出问题。 - -**待定**：`length` 和 `end` 到底是不是同一个东西？如果循环队列要用 `length`， -那它得先被管起来。 - ---- - -## 问题 4：`q_reducepro` 的平移方向 - -删除和插入的平移**方向是相反的**，但原理相通。 - -`q_reducepro` 目前写的是 `for (size_t i = num; i < q->end + 1; i++)`， -还没测过。另外注意 `size_t` 是无符号类型。 - -**待测**： - -- [ ] 删 0 号位 -- [ ] 删最后一个 -- [ ] 删中间 -- [ ] `*x` 里拿到的是不是被删掉的那个值 -- [ ] 删除后表长有没有正确减少 - ---- - -## 待办的测试用例 - -- [ ] 插入到 0 号位 -- [ ] 插入到末尾（`num == end`） -- [ ] 表"差一格满"时（`end == max - 1`）插入 -- [ ] 非法位置：负数、大于表长 -- [ ] 往空表里插入 - ---- - -## 环境和工具备注 - -- 源文件目前是 **GBK** 编码，PowerShell 里中文能正常显示。 - （注意：不要再加 `-fexec-charset=GBK`，会转两次反而乱码） -- 编译命令：`gcc -Wall 1.c -o 1.exe` -- 本机 **没有装 ASan**（AddressSanitizer），想抓内存越界得用别的办法。 -- `printall` 用的边界是 `q->end` —— 如果 `end` 本身不可信，打印出来的就是假象。 - ---- - -## 已经解决的（记录一下思路，别忘了） - -**扩容时 `realloc` 的大小算错了** - -写成了 `realloc(q->start, sizeof(q->max))`，而 `sizeof(q->max)` 是 -"一个 `int` 占几字节"（4），不是"总共要几字节"。 - -正确写法是 `个数 × 每个的大小`。当时误申请到了 4 字节， -后面的数据全被堆的元数据覆盖，打印出来是一堆每次都不同的随机数。 - -> **识别技巧**：数据每次运行都不一样 → 读到的不是自己的数据，是别人的内存。 - -**忘了把 `x` 真正写进去** - -平移做完了，但没执行插入动作，参数 `x` 从头到尾没被用过。 -编译器的 warning 里其实点了名（`unused parameter 'x'`）。 - -> **识别技巧**：编译器说某个参数"没被用过"，八成是漏写了什么。