C语言读取特定格式TXT文件并写入队列时异常问题排查

问题背景 #

目标TXT文件格式 #

11/01/2010: did not pass the test! :(
5
10/02/2010: not even this time I passed it! >:(
2
16/04/2010: is the third time I retake this exam!!! >:@
1
20/05/2024: finally passed it! :D 
14

队列数据结构定义 #

#define N_QUEUE 4
#define OK 0
#define FILE_ERR 1
#define EMPTY 2
#define FULL 3
#define FALSE 1

struct post {
    char msg[257];
    int n_like;
};

struct feed {
    struct post* storage;
    int busy;
};

void init(struct feed* queue) {
    queue->storage = malloc(sizeof(struct post) * N_QUEUE);
    queue->busy = 0;
}

现有实现代码 #

队列操作函数

int append(struct feed* queue, struct post s) {
    if (queue->busy >= N_QUEUE) return handle_err(FULL);
    queue->storage[queue->busy] = s;
    queue->busy++;
    return OK;
}

struct post pop(struct feed* queue) {
    if (queue->busy <= 0) handle_err(EMPTY);
    struct post s = queue->storage[0];
    for (int i=0; i<queue->busy-1; i++) {
        queue->storage[i] = queue->storage[i+1];
    }
    queue->busy--;
    return s;
}

文件加载函数（存在问题）

int load_user_from_file(char* filename, struct feed* queue) {
    FILE *fp = fopen(filename, "r");
    if (fp == NULL) return handle_err(FILE_ERR);
    
    struct post s;
    while (fgets(s.msg, 257, fp) != NULL) {
            while (fscanf(fp, "%d", &s.n_like) == 1) {
                append(&(*queue), s);
            }
        }
    return OK;
}

主函数

int main() {
    struct feed queue;
    init(&queue);
    char* filename = "user42.txt";
    load_user_from_file(filename, &queue);

    return 0;
}

错误处理函数

int handle_err(int errno) {
    switch (errno) {
        case FILE_ERR:
            printf("\nerror (%d): could not write/read the file\n\n", FILE_ERR);
            break;
        case EMPTY:
            printf("\nerror (%d): queue is empty\n\n", EMPTY);
            break;
        case FULL:
            printf("\nerror (%d): queue reached its full space\n\n", FULL);
            break;
        default: printf("\nunknown error occurred\n\n");
    }
    exit(FALSE);
}

错误现象 #

运行程序后队列中得到空字符串和0；加入handle_err后触发栈错误。

问题分析 #

load_user_from_file函数及关联代码存在三个核心问题：

• 内层while循环逻辑错误：每个消息行对应一个点赞数，不需要内层循环。当fscanf读取到第一个点赞数后，会尝试继续读取下一个，但下一个内容是消息行，fscanf("%d")匹配失败，此时文件指针停在消息行起始位置，后续fgets会读取残缺内容，导致数据混乱。
• 未处理fgets读取的换行符：fgets会把换行符\n读入msg数组，导致消息内容包含多余换行，甚至影响后续字符串处理。
• handle_err参数名冲突：参数名errno是系统标准宏（定义在<errno.h>），使用它会导致命名冲突，引发未定义行为。

修复方案 #

修正后的load_user_from_file函数 #

int load_user_from_file(char* filename, struct feed* queue) {
    FILE *fp = fopen(filename, "r");
    if (fp == NULL) return handle_err(FILE_ERR);
    
    struct post s;
    while (fgets(s.msg, 257, fp) != NULL) {
        // 去掉fgets读取的换行符
        size_t len = strlen(s.msg);
        if (len > 0 && s.msg[len-1] == '\n') {
            s.msg[len-1] = '\0';
        }

        // 读取对应的点赞数，单次读取即可
        int scan_result = fscanf(fp, "%d", &s.n_like);
        if (scan_result != 1) {
            fprintf(stderr, "Failed to read like count for message: %s\n", s.msg);
            break;
        }

        // 跳过点赞数后面的换行符，避免下一次fgets读取空行
        int c;
        while ((c = fgetc(fp)) != '\n' && c != EOF);

        // 将帖子加入队列
        append(queue, s);
    }

    fclose(fp);
    return OK;
}

修正handle_err参数名 #

int handle_err(int err_code) { // 将errno改为err_code，避免系统宏冲突
    switch (err_code) {
        case FILE_ERR:
            printf("\nerror (%d): could not write/read the file\n\n", FILE_ERR);
            break;
        case EMPTY:
            printf("\nerror (%d): queue is empty\n\n", EMPTY);
            break;
        case FULL:
            printf("\nerror (%d): queue reached its full space\n\n", FULL);
            break;
        default: printf("\nunknown error occurred\n\n");
    }
    exit(FALSE);
}

额外优化建议 #

1. 释放内存：在main函数结束前，用free(queue.storage)释放init中分配的内存，避免内存泄漏。
2. append函数简化：handle_err会直接调用exit，因此return handle_err(FULL)可简化为handle_err(FULL)，无需return语句。
3. pop函数语法补全：虽然handle_err会退出程序，但为了语法完整，可在handle_err后添加return (struct post){0};（需C99及以上标准支持）。

验证 #

修复后运行程序，队列会正确加载TXT文件中的4条记录，每条记录的消息内容和点赞数与文件完全一致。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者sansarc