C語言輸出字串中的數字群：Segmentation Fault 錯誤分析與修正

問題背景

在 C 語言中，若要從字串中提取連續的數字（數字群）並統計個數，例如輸入 89cy129 應輸出 89、129 共 2 組，許多初學者會編寫類似以下的程式碼，卻在執行時遇到 Segmentation fault（段錯誤）。

常見錯誤程式碼分析

#include <stdio.h>

int main() {
    int a[80], i=0, *pa, an=0;
    char str[80], *pstr=str;
    void getnum(char *pstr);
    gets(str);
    getnum(*pstr);  // 錯誤：傳入字元而非指標
    return 0;
}

void getnum(char *pstr) {
    int a[80], i=0, *pa, ndigit=0, digit=0;
    char str[80];  // 區域陣列未初始化，遮蔽外部 str
    for(i=0; *(pstr+i)!='\0'; i++) {
        if(*(pstr+i)>='0' && *(pstr+i)<='9')
            digit = digit*10 + (*(pstr+i)-48);
        if(*(pstr+i)<'0' || *(pstr+i)>'9') {
            *pa = digit;  // pa 未初始化，導致野指標寫入
            pa++;
            ndigit++;
            digit=0;
        }
    }
    for(i=0; i<ndigit; i++)
        printf("%d,", *pa);  // pa 已移動至陣列末尾，讀取無效記憶體
}

核心錯誤原因

1. 指標未初始化：int *pa; 未指向有效記憶體，直接解參考寫入會導致段錯誤。
2. 參數傳遞錯誤：getnum(*pstr) 傳入的是字元值，而函式宣告為 char *pstr，型別不匹配。
3. 區域變數遮蔽：函式內重新宣告 char str[80] 導致外部輸入的字串無法被處理。
4. 邏輯缺陷：數字群結束判斷只檢查非數字字元，若字串以數字結尾，最後一組不會被存入；輸出迴圈使用已遞增過的 pa 導致讀取錯誤位置。
5. 使用危險函式：gets() 不檢查緩衝區長度，易造成緩衝區溢出，C11 標準已移除。

修正版程式碼

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

void extract_numbers(const char *str, int *numbers, int *count) {
    int num = 0;
    *count = 0;
    while (*str) {
        if (isdigit(*str)) {
            num = num * 10 + (*str - '0');
        } else if (num != 0) {
            numbers[(*count)++] = num;
            num = 0;
        }
        str++;
    }
    if (num != 0) {  // 處理字串以數字結尾的情況
        numbers[(*count)++] = num;
    }
}

int main() {
    char input[256];
    int numbers[100];
    int count = 0;

    printf("請輸入字串: ");
    if (fgets(input, sizeof(input), stdin)) {
        // 移除換行符
        input[strcspn(input, "\n")] = '\0';
        extract_numbers(input, numbers, &count);
        printf("共找到 %d 組數字: ", count);
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            printf("%d%s", numbers[i], (i == count-1) ? "\n" : ", ");
        }
    }
    return 0;
}

最佳實踐建議

• 使用 fgets() 替代 gets()，並指定緩衝區大小。
• 指標使用前必須初始化，指向有效記憶體（如陣列首址）。
• 函式參數傳遞指標時，確保型別匹配。
• 避免區域變數與外部變數同名造成遮蔽。
• 處理字串結尾邊界條件，確保最後一組數字能被捕獲。
• 善用 ctype.h 中的 isdigit() 等函式提高可讀性與可移植性。

簡化版邏輯（僅輸出不儲存）

若僅需直接輸出數字群，可採用更簡潔的單遍歷邏輯：

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

int main() {
    char s[] = "123ss456w7";
    int in_number = 0;
    for (int i = 0; i < (int)strlen(s); i++) {
        if (isdigit(s[i])) {
            putchar(s[i]);
            in_number = 1;
        } else if (in_number) {
            putchar('\n');
            in_number = 0;
        }
    }
    if (in_number) putchar('\n');  // 結尾換行
    return 0;
}

此版本無需額外陣列，直接列印，適合簡單需求。