C语言数字转英文单词程序输出异常原因排查求助

问题背景 #

需求：编写程序处理正整数n，1≤n≤9时输出对应小写英文单词，n>9时输出“Greater than 9”。

提供的代码如下：

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

int main()
{
    int n;
    scanf("%d", &n);
    
    char keySet[9][5] = {"one", "two", "three", "four", "five", "six", "seven", "eight", "nine"};
    
    if (n > 9)
    {
        printf("Greater than 9");
    }
    else
    {
        n -= 1;
        puts(keySet[n]);
    }
}

异常现象：输入8时输出“eightnine”（期望为“eight”），输入7时输出“seveneightnine”，仅长度为5的字符串（如three、seven）出现该问题。

尝试：将keySet定义为char keySet[9][6]时程序运行正常，定义为[9][5]则异常，求助该问题的原因。

问题原因 #

这是C语言字符串的终止符规则导致的：

• C语言中的字符串必须以'\0'（空字符）作为结束标记，puts()这类字符串输出函数会从起始地址开始读取字符，直到遇到'\0'才停止。
• 观察数组中的字符串："three"、"seven"、"eight"、"nine"都是5个字符长度，当你定义char keySet[9][5]时，每个子数组只有5个字节的空间，刚好只能放下这5个字符，没有多余的空间存储'\0'。
• C语言中字符串数组初始化时，如果没有足够空间存放'\0'，编译器不会自动添加这个终止符。此时puts()输出时会越界读取后续内存中的内容，直到在某个位置遇到'\0'，所以会把后面相邻的字符串也一并输出（比如输出"eight"时会接着读后面的"nine"）。
• 当把数组定义改为char keySet[9][6]时，每个子数组有6个字节的空间，5个字符加上'\0'刚好填满，puts()能正确识别字符串的结束位置，输出就正常了。

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