C语言运行时错误：字符串转大写for循环致程序无输出

问题现象 #

使用CS50头文件的string类型编写加密作业代码，编译通过但无法完整执行，退出状态为False。定位到以下代码段后发现，执行这段代码后无任何输出，甚至后续的printf("Hello")也不会执行：

string key = "YTNSHKVEFXRBAUQZCLWDMIPGJO";
for (int i = 0; i < 25; i++)
{
    key[i] = toupper(key[i]);
}
printf("%s", key);

printf("Hello");

问题根源 #

CS50的string本质是char*的别名。当你用string key = "YTNSHKVEFXRBAUQZCLWDMIPGJO";赋值时，key指向的是只读存储区中的字符串字面量。C语言中不允许修改字符串字面量，强行赋值（比如key[i] = toupper(key[i]);）会触发未定义行为，直接导致程序崩溃或异常终止，因此后续代码根本没有执行机会。

另外，原循环条件i < 25存在小问题：目标字符串实际包含26个字母，这个条件会漏掉最后一个字符，但这不是程序崩溃的核心原因。

解决方案 #

要解决这个问题，需要让key指向可修改的内存区域，有两种常用方式：

方式1：使用可修改的字符数组

直接将字符串初始化为栈上的字符数组，数组内容可自由修改：

#include <cs50.h>
#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
#include <string.h>

int main(void)
{
    // 用char数组存储字符串，栈上内存可修改
    char key[] = "YTNSHKVEFXRBAUQZCLWDMIPGJO";
    int key_len = strlen(key);
    
    for (int i = 0; i < key_len; i++)
    {
        key[i] = toupper(key[i]);
    }
    
    printf("%s\n", key);
    printf("Hello\n");
    return 0;
}

方式2：动态分配可修改内存

通过malloc分配堆内存，将字符串字面量复制到该区域后再修改：

#include <cs50.h>
#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

int main(void)
{
    const char* original_key = "YTNSHKVEFXRBAUQZCLWDMIPGJO";
    // 分配足够存储字符串加终止符的内存
    string key = malloc(strlen(original_key) + 1);
    
    // 检查内存分配是否成功
    if (key == NULL)
    {
        fprintf(stderr, "内存分配失败\n");
        return 1;
    }
    
    strcpy(key, original_key);
    int key_len = strlen(key);
    
    for (int i = 0; i < key_len; i++)
    {
        key[i] = toupper(key[i]);
    }
    
    printf("%s\n", key);
    printf("Hello\n");
    
    // 释放动态分配的内存
    free(key);
    return 0;
}

两种方式都能避免修改只读内存的问题，确保程序正常执行并输出结果。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者TheThinker0x4D2