存储在二进制文件中的 int 的 fread() 失败，分段错误

Question

似乎有大约 10 个问题和（大部分）成功的答案解决了 C 中错误使用 fread() 导致的分段错误。也就是说，我遇到了这样的问题，但还没有找到解决方案。

我有一个二进制文件，其中包含一个 int（称之为 nbins）和一个 float 数组（大小为 nbins)。当我尝试读取此文件时，它成功打开并指向文件句柄，但在读取 nbins int 时出现分段错误。这是一个最小的例子：

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

#define BPATH "/path/to/file"

int main(int agrc, char **argv)
{
    FILE *fd;
    int num;
    char fname[500]={};

    int nbins;
    float *coords;

    num = 5;
    sprintf(fname,"%s/file%d.dat", BPATH, num);

    if(!(fd=fopen(fname,"rb")))
    {
        printf("Can't open file: %s\n\n",fname);
        exit(0);
    }    

    printf("Reading input file:\n");
    printf("%p: %s\n", fd, fname);       // prints successfully

    fread(&nbins, sizeof(int), 1, fd);   
    printf("nbins = %d", nbins);         // seg faults before this print

    /* EDIT: the above print isn't properly flushed without an \n    
     * The seg fault was not caused by the fread(), but the lack of  
     * the above print lead to the confusion                         */

    coords = malloc(nbins * sizeof(float));
    fread(coords, sizeof(float), nbins, fd);

    fclose(fd);
    free(coords);

    return(0);
}

文件是使用以下格式创建的：

int nbins[1];
nbins[0] = 5;                          // this 5 is just an example...
fwrite(nbins, sizeof(int), 1, file_ptr);
fwrite(coords, sizeof(float), nbins[0], file_ptr);

我也试过使用：

int *nbins = malloc(sizeof(int));
fread(nbins, sizeof(int), 1, fd);

但这并没有解决问题。该文件确实存在并且可读；我可以使用 Python 和 NumPy 的 fromfile() 很好地阅读它。我错过了一些明显的东西吗？谢谢！

Answer 1

您可能 undefined behavior，具有以下情况：

int nbins; 没有初始化 nbins，所以它包含垃圾数据，可能是一个非常大的数字。
fread(&nbins, sizeof(int), 1, fd); 未经过测试，因此可能会失败并保持 nbins 未初始化。阅读 fread。
printf("nbins = %d", nbins); 没有 \n 并且后面没有明确的 fflush 所以不要显示任何东西（因为 stdout 是通常行缓冲）。
coords = malloc(nbins * sizeof(float)); 会请求大量内存，因此会失败并在 coords

NULL

fread(coords, sizeof(float), nbins, fd); 写入 NULL 指针，给出分段违规，因为 UB

你很幸运。事情可能 worse (we all could be annihilated by a black hole). You could also experiment some nasal demons，甚至更糟，有一些似乎显然有效的执行。

下次，请避开UB。我不想消失在黑洞里，所以请耐心等待。

顺便说一句，如果你使用 GCC, compile with all warnings and debug info : gcc -Wall -Wextra -g. It would have warned you. And if it did not, you'll get the SEGV under the gdb debugger. On Linux both valgrind and strace 也会有所帮助。

请注意，无用的初始化（例如 explicit int nbins = 0; 在您的情况下）在实践中不会造成伤害。如果它们无用（并且当它们并非无用时，如您的情况，它们非常快），优化编译器可能会删除它们。

必读

拉特纳的博客：What Every C Programmer should know about UB. Related notion: the As-if rule。

另请阅读您正在使用的每个函数的文档（甚至与printf一样常见）。

存储在二进制文件中的 int 的 fread() 失败，分段错误

Unsuccessful fread() of int stored in binary file, segmentation fault

c

binaryfiles

fread

必读