在学习《大话数据结构》的链式二叉树结构时,我不经意对作者的源码做了一些修改,将原本的ABDH#K###E##CFI###G#J##改成了ABD##CR##(#代表NULL),当时改的时候没有考虑到二叉树构造的合理性问题,事实上,后者是不符合规范的,所以编译运行之后,GCC出现了“段错误 (核心已转储)”这么一个错误提示。而当时我以为是源代码有问题,因此首先想到的便是分析源码的正确性。
正是这么一个乌龙,使我遇到了层出不穷的问题。
为了测试主程序的正确性,我先写了一段简单的测试码:
#include "string.h" #include "stdio.h" #include "stdlib.h" #include "math.h" #include "time.h" typedef struct BiTNode{ char data; struct BiTNode *lchild, *rchild; }BiTNode, *BiTree; void InitBiTree(BiTree *T) { *T = NULL; } void CreateBiTree(BiTree *T) { char ch; scanf("%c", &ch); if(ch == '#'){ *T= NULL; } else{ *T=(BiTree)malloc(sizeof(BiTNode)); (*T)->lchild = NULL; (*T)->rchild = NULL; if (!*T) { exit(OVERFLOW); } (*T)->data = ch; CreateBiTree(&(*T)->lchild); CreateBiTree(&(*T)->rchild); } } int main() { char ch; BiTNode *T; InitBiTree(&T); CreateBiTree(&T); return 0; }
其中,我用scanf代替了原本的字符串拷贝工作,本来是想简化程序的,没想到,运行之后居然出现了如下问题:
~/C$ ./a.out a # # # # # ……
程序进入了死循环!照道理,输入a, #, #之后,程序就已经结束了,为什么会出现这种情况呢?
只好使用gdb进行debug。
之前我对gdb的了解仅限于start和s两个命令,但在这个实例中,这两个命令便不够用了。如果只使用s命令,便会出现如下情况“scanf.c: 没有那个文件或目录”,无法完成scanf指令!程序进入死循环!
(gdb) start Temporary breakpoint 1 at 0x4006be: file test.c, line 43. Starting program: /home/thomas/C/main Temporary breakpoint 1, main () at test.c:43 43 InitBiTree(&T); (gdb) s InitBiTree (T=0x7fffffffdc38) at test.c:15 15 *T = NULL; (gdb) 16 } (gdb) main () at test.c:44 44 CreateBiTree(&T); (gdb) CreateBiTree (T=0x7fffffffdc38) at test.c:21 21 scanf("%c", &ch); (gdb) __isoc99_scanf (format=0x400764 "%c") at isoc99_scanf.c:27 27 isoc99_scanf.c: 没有那个文件或目录. (gdb) 32 in isoc99_scanf.c (gdb) 36 in isoc99_scanf.c (gdb)
造成这个问题的原因在于,s命令会进入程序中调用的每个子程序内部,类似于scanf, malloc等系统函数也一样,但是一旦进入这些程序的内部,那基本上就永无出头日了,所以,对于这些系统函数,需要用n指令执行。
接下去我们便可以从控制台向gdb中输入数据了。
CreateBiTree (T=0x7fffffffdc38) at test.c:21 21 scanf("%c", &ch); (gdb) n A 22 if(ch == '#'){ (gdb) 26 *T=(BiTree)malloc(sizeof(BiTNode)); (gdb) 27 (*T)->lchild = NULL; (gdb) 28 (*T)->rchild = NULL; (gdb) 29 if (!*T) (gdb) 33 (*T)->data = ch; 到这儿,一切看上去都很正常,但是下面问题来了! (gdb) 34 CreateBiTree(&(*T)->lchild); (gdb) s CreateBiTree (T=0x602018) at test.c:21 21 scanf("%c", &ch); (gdb) n 22 if(ch == '#'){ 奇怪!命名输入了n指令!为什么不让我从控制台输入数据呢?只好用p指令查看一下ch里面究竟被赋了什么值。 (gdb) 26 *T=(BiTree)malloc(sizeof(BiTNode)); (gdb) p ch $1 = 10 '\n'
原来如此。所有一切都是scanf函数的机制使然,当我们在控制台输入A并输入回车后,缓冲区内其实保留了A和\n两个字符,第一个scanf只读取了A,这时缓冲区还剩下\n,于是第二个scanf就自动读取了这个\n。
关于scanf的使用注意点,我在网上找到了这篇文章,里面有详细的说明。那么对于这个问题,有什么解决办法呢?
最好的解决办法自然是在第一次scanf输入时就把所有的输入值一次性写入,例如,直接写入a##,就没有问题。
还有其他办法吗?
上面那篇文章中提到了fflush刷新缓冲区的做法,我尝试了一下,发现行不通,原因在于linux平台不支持fflush,该函数的这个用法只在VC6上适用,在这里我们也可以看到,C语言一定要配合linux学,否则你脑子里的标准全是MS的,根本不是C99。
到这儿,我们再测试程序,就会发现源程序没问题。我也是后来才发现是自己的乌龙导致了这么一次纠结的debug,不过好歹在这个过程中学到了东西。
最后,附上链式二叉树源代码。
#include "string.h" #include "stdio.h" #include "stdlib.h" #include "math.h" #include "time.h" #define OK 1 #define ERROR 0 #define TRUE 1 #define FALSE 0 #define MAXSIZE 100 /* 存储空间初始分配量 */ typedef int Status; /* Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码,如OK等 */ /* 用于构造二叉树********************************** */ int index=1; typedef char String[24]; /* 0号单元存放串的长度 */ String str; Status StrAssign(String T,char *chars) { int i; if(strlen(chars)>MAXSIZE) return ERROR; else { T[0]=strlen(chars); for(i=1;i<=T[0];i++) T[i]=*(chars+i-1); return OK; } } /* ************************************************ */ typedef char TElemType; TElemType Nil=' '; /* 字符型以空格符为空 */ Status visit(TElemType e) { printf("%c ",e); return OK; } typedef struct BiTNode /* 结点结构 */ { TElemType data; /* 结点数据 */ struct BiTNode *lchild,*rchild; /* 左右孩子指针 */ }BiTNode,*BiTree; /* 构造空二叉树T */ Status InitBiTree(BiTree *T) { *T=NULL; return OK; } /* 初始条件: 二叉树T存在。操作结果: 销毁二叉树T */ void DestroyBiTree(BiTree *T) { if(*T) { if((*T)->lchild) /* 有左孩子 */ DestroyBiTree(&(*T)->lchild); /* 销毁左孩子子树 */ if((*T)->rchild) /* 有右孩子 */ DestroyBiTree(&(*T)->rchild); /* 销毁右孩子子树 */ free(*T); /* 释放根结点 */ *T=NULL; /* 空指针赋0 */ } } /* 按前序输入二叉树中结点的值(一个字符) */ /* #表示空树,构造二叉链表表示二叉树T。 */ void CreateBiTree(BiTree *T) { TElemType ch; /* scanf("%c",&ch); */ ch=str[index++]; if(ch=='#') *T=NULL; else { *T=(BiTree)malloc(sizeof(BiTNode)); if(!*T) exit(OVERFLOW); (*T)->data=ch; /* 生成根结点 */ CreateBiTree(&(*T)->lchild); /* 构造左子树 */ CreateBiTree(&(*T)->rchild); /* 构造右子树 */ } } /* 初始条件: 二叉树T存在 */ /* 操作结果: 若T为空二叉树,则返回TRUE,否则FALSE */ Status BiTreeEmpty(BiTree T) { if(T) return FALSE; else return TRUE; } #define ClearBiTree DestroyBiTree /* 初始条件: 二叉树T存在。操作结果: 返回T的深度 */ int BiTreeDepth(BiTree T) { int i,j; if(!T) return 0; if(T->lchild) i=BiTreeDepth(T->lchild); else i=0; if(T->rchild) j=BiTreeDepth(T->rchild); else j=0; return i>j?i+1:j+1; } /* 初始条件: 二叉树T存在。操作结果: 返回T的根 */ TElemType Root(BiTree T) { if(BiTreeEmpty(T)) return Nil; else return T->data; } /* 初始条件: 二叉树T存在,p指向T中某个结点 */ /* 操作结果: 返回p所指结点的值 */ TElemType Value(BiTree p) { return p->data; } /* 给p所指结点赋值为value */ void Assign(BiTree p,TElemType value) { p->data=value; } /* 初始条件: 二叉树T存在 */ /* 操作结果: 前序递归遍历T */ void PreOrderTraverse(BiTree T) { if(T==NULL) return; printf("%c",T->data);/* 显示结点数据,可以更改为其它对结点操作 */ PreOrderTraverse(T->lchild); /* 再先序遍历左子树 */ PreOrderTraverse(T->rchild); /* 最后先序遍历右子树 */ } /* 初始条件: 二叉树T存在 */ /* 操作结果: 中序递归遍历T */ void InOrderTraverse(BiTree T) { if(T==NULL) return; InOrderTraverse(T->lchild); /* 中序遍历左子树 */ printf("%c",T->data);/* 显示结点数据,可以更改为其它对结点操作 */ InOrderTraverse(T->rchild); /* 最后中序遍历右子树 */ } /* 初始条件: 二叉树T存在 */ /* 操作结果: 后序递归遍历T */ void PostOrderTraverse(BiTree T) { if(T==NULL) return; PostOrderTraverse(T->lchild); /* 先后序遍历左子树 */ PostOrderTraverse(T->rchild); /* 再后序遍历右子树 */ printf("%c",T->data);/* 显示结点数据,可以更改为其它对结点操作 */ } int main() { int i; BiTree T; TElemType e1; InitBiTree(&T); StrAssign(str,"ABDH#K###E##CFI###G#J##"); CreateBiTree(&T); printf("构造空二叉树后,树空否?%d(1:是 0:否) 树的深度=%d\n",BiTreeEmpty(T),BiTreeDepth(T)); e1=Root(T); printf("二叉树的根为: %c\n",e1); printf("\n前序遍历二叉树:"); PreOrderTraverse(T); printf("\n中序遍历二叉树:"); InOrderTraverse(T); printf("\n后序遍历二叉树:"); PostOrderTraverse(T); ClearBiTree(&T); printf("\n清除二叉树后,树空否?%d(1:是 0:否) 树的深度=%d\n",BiTreeEmpty(T),BiTreeDepth(T)); i=Root(T); if(!i) printf("树空,无根\n"); return 0; }