如何用Valgrind修复C语言read_lines_from_file函数的invalid write of size 8错误

问题描述 #

Valgrind检测到如下错误：

invalid write of size 8 at read_lines_from_file.

原代码 #

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

int lines_count = 0;
char** read_lines_from_file(FILE* file) {
    fseek(file, 0, SEEK_SET);
    char** lines = NULL;// ça renvoie NULL si le fichier est vide
    char  line[100];
    while (fgets(line, 100, file)) {// nous faisons l'hypothèse qu'une ligne ne dépasse pas 100 caractères
        line[strlen(line)-1]='\0';// on enlève le \n
        lines = realloc(lines, (lines_count + 1) * sizeof(char*));
        lines[lines_count] = malloc(strlen(line) + 1);
        strcpy(lines[lines_count], line);
        lines_count++;
    }
    return lines;
}

错误原因 #

1. 全局变量lines_count的设计缺陷
   全局变量lines_count不会在函数调用时重置，多次调用函数时会延续之前的计数。比如第一次调用读取3行后lines_count=3，第二次调用时即使文件只有1行，代码会直接分配3+1个指针空间并写入lines[3]，不仅浪费内存，还可能引发越界；若realloc失败返回NULL，后续对lines[lines_count]的赋值就是对NULL指针的非法访问，触发invalid write of size 8（64位系统下指针大小为8字节）。

2. 未检查内存分配返回值
   realloc和malloc都可能因内存不足返回NULL，原代码直接使用返回值未做错误判断，一旦分配失败就会引发非法内存访问。

3. 换行符处理逻辑不严谨
   盲目执行line[strlen(line)-1]='\0'，若fgets读取的行没有换行符（比如文件最后一行、或行长度填满缓冲区且无换行），极端场景下strlen(line)-1会得到-1，导致数组下标越界，触发另一种无效写入。

修复后的代码 #

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

// 通过指针参数返回读取到的行数，避免全局变量污染
char** read_lines_from_file(FILE* file, int* out_line_count) {
    if (file == NULL || out_line_count == NULL) {
        return NULL;
    }
    // 检查文件指针重置是否成功
    if (fseek(file, 0, SEEK_SET) != 0) {
        *out_line_count = 0;
        return NULL;
    }

    char** lines = NULL;
    char line[100];
    int line_count = 0;

    while (fgets(line, sizeof(line), file)) {
        size_t len = strlen(line);
        // 仅当行尾是换行符时才替换为结束符，避免下标越界
        if (len > 0 && line[len - 1] == '\n') {
            line[len - 1] = '\0';
            len--;
        }

        // 用临时变量接收realloc结果，避免分配失败丢失原内存
        char** temp_lines = realloc(lines, (line_count + 1) * sizeof(char*));
        if (temp_lines == NULL) {
            // 分配失败，释放已分配的所有内存
            for (int i = 0; i < line_count; i++) {
                free(lines[i]);
            }
            free(lines);
            *out_line_count = 0;
            return NULL;
        }
        lines = temp_lines;

        // 分配单行内存并检查结果
        lines[line_count] = malloc(len + 1);
        if (lines[line_count] == NULL) {
            // 分配失败，清理已分配内存
            for (int i = 0; i < line_count; i++) {
                free(lines[i]);
            }
            free(lines);
            *out_line_count = 0;
            return NULL;
        }

        strcpy(lines[line_count], line);
        line_count++;
    }

    *out_line_count = line_count;
    return lines;
}

修复要点 #

• 移除全局变量lines_count，改用指针参数返回行数，避免多次调用的计数污染。
• 检查fseek返回值，处理文件指针重置失败的情况。
• 用临时变量接收realloc结果，避免分配失败时丢失原内存指针造成泄漏。
• 严谨处理换行符：仅当行尾确实是\n时才替换，避免下标越界。
• 内存分配失败时，释放已分配的所有内存，避免内存泄漏。
• 使用sizeof(line)代替硬编码的100，提升代码可维护性。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者LesGEEKs456