K&R实现getline时for循环用i<lim-1而非i<lim的原因

原书实现代码如下：

#define MAXLINE 1000
int getLine(char s[], int lim)
{
    int c, i;
    for(i = 0; i < lim - 1 && (c = getchar()) != EOF && c!= '\n'; ++i)
        s[i] = c;
    if(c == '\n'){
        s[i] = c;
        ++i;
    }
    s[i] = '\0';
    return i;
}

循环使用i < lim - 1判断的核心原因 #

这个边界设计完全是为了适配C语言的字符串规则，同时避免数组越界：
C语言没有内置的字符串长度标识，所有合法字符串必须以'\0'（空终止符）作为结尾标记，这个标记本身不计算在字符串有效长度内，但必须占用1个元素的数组存储空间。传入的参数lim是字符数组s的总长度，数组可访问的合法索引范围是0到lim - 1，任何对s[lim]及之后位置的读写都属于越界的未定义行为，轻则导致字符串输出乱码，重则破坏栈内存造成程序崩溃。

为什么i < lim无法满足需求 #

如果把循环条件替换为i < lim，无论哪种场景都会触发数组越界，顺着代码执行逻辑就能推导出来：

• for循环的执行顺序是「判断条件→执行循环体写入字符→i自增」，如果条件为i < lim，当输入长度足够时，循环会在i = lim - 1时仍然满足判断条件，将读入的普通字符写入s[lim - 1]，之后执行++i让i的值等于lim，才会在下一次条件判断时退出循环。
• 循环退出后，代码一定会执行s[i] = '\0'写入空终止符，此时i = lim，写入位置s[lim]已经超出了数组合法索引范围。
• 就算循环是因为读到换行符提前退出，此时i的值最多为lim - 1，进入换行处理分支后会先执行++i把i变成lim，后续写终止符时依然会访问s[lim]的越界位置。

i < lim - 1的边界是怎么保证安全的 #

这个边界刚好给后续的收尾写入预留了足够的合法位置，所有场景下的数组写入都不会超出lim - 1的最大合法索引：

• 如果是因为读入长度达到上限退出循环：此时i = lim - 1，最后读入的字符不是换行（否则会提前因换行条件退出），不会进入换行处理分支，直接执行s[lim - 1] = '\0'，刚好落在数组最后一个合法位置。
• 如果是因为读到EOF或换行符退出循环：此时i一定小于lim - 1，写入换行、执行i自增之后，i的最大值为(lim - 2) + 1 = lim - 1，最后写入空终止符的位置依然是s[lim - 1]，完全在合法内存范围内。

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