C语言字符串单词旋转功能异常，请求代码排查修复

问题描述 #

尝试实现字符串单词旋转功能：将最后一个单词移至最前，其余单词顺序后移。输入$(echo -ne ' AkjhZ zLKIJz , 23y')时，预期输出为23y AkjhZ zLKIJz ,$，但当前代码无法正常运行。

现有代码 #

#include <stdio.h>
#include <string.h>

void rotate_words(char *str) {
    char *token = strtok(str, " ");
    char *words[100];
    
    int count = 0;
    while (token != NULL) {
        words[count++] = token;
        token = strtok(NULL, " ");
    }
    printf("%s ", words[count-1]);
    for (int i = 0; i < count-1; i++) {
        printf("%s ", words[i]);
    }
    printf("\n");
}

int main(int argc, char *argv[]) {
    if (argc == 1) {
        printf("\n");
    } else {
        char *str = argv[1];
        rotate_words(str);
    }
    return 0;
}

问题分析 #

1. 分隔符范围不足：输入包含制表符（\t），但strtok仅以空格为分隔符，导致制表符无法被识别，会将\tAkjhZ这类带制表符的内容当成单个单词处理，无法正确提取目标单词。
2. 修改只读内存：argv[1]指向程序参数的只读内存区域，strtok会修改原字符串（用\0替换分隔符），直接操作会触发未定义行为，导致程序异常。
3. 输出格式偏差：当前代码每个单词后都添加空格，会导致结尾多一个空格，且未匹配预期输出的结尾$。
4. 边界情况缺失：未处理输入为空或只有单个单词的场景，存在数组越界风险。

修复后的代码 #

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

void rotate_words(char *str) {
    char *token = strtok(str, " \t"); // 同时识别空格和制表符作为分隔符
    char *words[100];
    int count = 0;

    // 提取所有单词，避免数组越界
    while (token != NULL && count < 99) {
        words[count++] = token;
        token = strtok(NULL, " \t");
    }

    if (count == 0) {
        printf("\n");
        return;
    }

    // 输出最后一个单词
    printf("%s", words[count-1]);
    // 输出其余单词，前置空格避免结尾冗余
    for (int i = 0; i < count-1; i++) {
        printf(" %s", words[i]);
    }
    printf("$\n"); // 匹配预期输出的结尾标识
}

int main(int argc, char *argv[]) {
    if (argc == 1) {
        printf("\n");
        return 0;
    }

    // 复制参数到可写内存，避免修改只读区域
    char *str = malloc(strlen(argv[1]) + 1);
    if (str == NULL) {
        perror("malloc failed");
        return 1;
    }
    strcpy(str, argv[1]);

    rotate_words(str);
    free(str); // 释放动态分配的内存
    return 0;
}

修复要点说明 #

• 扩展分隔符：将strtok的分隔符改为" \t"，同时支持空格和制表符拆分单词。
• 内存安全处理：用malloc复制参数内容到可写内存，避免修改只读内存引发的异常。
• 输出格式优化：调整输出逻辑，避免结尾冗余空格，添加预期的$结尾。
• 边界防护：添加空输入判断和数组越界限制，提升程序健壮性。
• Shell输入提示：运行时需用双引号包裹输入，确保制表符被正确传递：./program "$(echo -ne ' AkjhZ zLKIJz , 23y')"

内容的提问来源于stack exchange，提问作者azerty1975