C/C++教學

C/C++ 程式的常見陷阱與範例

本篇 ShengYu 介紹 C/C++ 程式的常見陷阱與範例，C/C++ 寫程式時有許多常見的陷阱，以下是一些 C/C++ 常見陷阱的範例，同時也會說明如何避免與一些使用建議。

以下介紹 C/C++ 程式的常見陷阱分為，

  • 空指針（Null Pointers）陷阱
  • 記憶體洩漏（Memory Leaks）陷阱
  • 緩衝區溢出（Buffer Overflow）陷阱
  • 未檢查的輸入（Unchecked Input）陷阱
  • 未處理的異常（Unhandled Exceptions）陷阱

空指針（Null Pointers）陷阱

誤用空指針的話將會讓程式crash崩潰，以下為空指針的範例程式碼，

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int* ptr = nullptr;
*ptr = 5; // 將導致crash，因為ptr是空指針

如何避免：在使用指針之前，確保它們不是空指針。

未初始化的指針或指向無效記憶體的指針可能導致程式崩潰。務必在使用指針之前進行初始化，並謹慎檢查指針是否為NULL，修正空指針陷阱後的程式碼如下，

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int* ptr = nullptr;
if (ptr != nullptr) {
    *ptr = 5; // 不會crash
}

要確保在使用指針之前檢查它們是否為空指針。

記憶體洩漏（Memory Leaks）陷阱

以下為記憶體洩漏的範例程式碼，

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int* data = new int[10];
// 忘記釋放記憶體

如何避免：使用delete[]來釋放動態分配的記憶體。

忘記釋放動態分配的記憶體可能導致記憶體洩漏。使用new和delete（C++程式）或malloc和free（C程式）時，確保釋放記憶體，修正記憶體洩漏後的程式碼如下，

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int* data = new int[10];
// 使用 data
delete[] data; // 釋放記憶體

使用new後記得使用delete[]來釋放動態分配的記憶體，以避免記憶體洩漏。

緩衝區溢出（Buffer Overflow）陷阱

以下為緩衝區溢出的範例程式碼，

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char buffer[10];
strcpy(buffer, "This is a long string that overflows the buffer");

如何避免：使用strncpy等函數，或者使用std::string（C++）來處理字串，以確保不會超出緩衝區。

對陣列或緩衝區進行寫入時，超出其邊界可能導致不安全的程式行為。使用標準函數（例如strncpy而不是strcpy）或容器類型（例如std::vector）以避免此問題，修正緩衝區溢出後的程式碼如下，

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char buffer[100];
strncpy(buffer, "This is a long string that won't overflow the buffer", sizeof(buffer));

使用strncpy，並確保不會超出緩衝區的大小。

未檢查的輸入（Unchecked Input）陷阱

以下為未檢查的輸入的範例程式碼，

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char query[100];
cin >> query;
// 未驗證用戶輸入，可能受到SQL注入攻擊

如何避免：使用參數化查詢或驗證用戶輸入，以避免安全問題。

未驗證用戶輸入可能導致安全問題，如SQL注入或格式化字串攻擊。始終驗證和過濾用戶輸入，並使用參數化查詢來防止SQL注入，修正未檢查的輸入後的程式碼如下，

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char query[100];
cin.getline(query, sizeof(query));
// 驗證用戶輸入，以避免安全問題

使用cin.getline等函數來讀取和驗證用戶輸入，以確保安全性。

未處理的異常（Unhandled Exceptions）陷阱

以下為未處理的異常的範例程式碼，

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try {
    // ...
} catch (std::exception& e) {
    // 未處理異常
}

如何避免：確保捕獲並處理異常，或者將它們向上拋出以便在適當的地方處理。

處理異常可能導致程式崩潰。使用try-catch區塊來捕獲異常並處理它們，以確保程式的穩定性，修正未處理的異常後的程式碼如下，

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try {
    // ...
} catch (std::exception& e) {
    // 處理異常，例如日誌記錄或回報錯誤
}

確保捕獲並處理異常，以確保程式的穩定性。

以上就是 C/C++ 程式的常見陷阱與範例介紹，這些範例展示了 C/C++ 中的一些常見陷阱，以及如何避免它們。要寫出更健壯和安全的程式，需要謹慎處理這些問題，以確保程式碼的正確性和可靠性。
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