【文章摘要】 C 語言作為許多現代作業系統與底層應用的核心，是程式設計學習者的必修基石。然而，其高自由度也伴隨著許多初學者極易掉入的陷阱。本文轉錄自 PTT C_and_CPP 板的經典文章《C 語言新手十誡（增修一版）》，由資深開發者 Khoguan Phuann 整理，詳細列出十條開發時必須嚴格遵守的編程「誡律」，包含變數初始化、記憶體管理、指標安全操作等，並附上詳盡的代碼範例對比，是每一位 C 語言新手必備的防錯指南。
作者： khoguan (Khoguan Phuann)
看板： C_and_CPP
標題： C 語言新手十誡（增修一版）
請注意：
- 本篇旨在提醒新手，避免初學常犯的錯誤（其實老手也常犯 😅）。但不能取代完整的學習，請務必研讀一兩本 C 語言的好書，並多多實作練習。
- 強烈建議新手先看過此文再發問，您的問題極可能在此文已經提出並解答了。
- 以下所舉的錯誤例子如果在您的電腦上印出和正確例子相同的結果，那只是不足為恃的一時僥倖。
- 不守十誡者，輕則執行結果的輸出數據錯誤，或是程式當掉，重則可能導致嚴重的系統崩潰或記憶體洩漏。
一、你不可以使用尚未給予適當初值的變數。
在 C 語言中，區域變數（local variables）宣告後如果沒有賦予初值，其記憶體空間內存放的數值將會是隨機的「垃圾值」，直接使用會導致計算錯誤。
// ❌ 錯誤例子：區域變數 sum 未初始化
int accumulate(int max)
{
int sum; // 其內容值是垃圾
int num;
for (num = 1; num <= max; num++) {
sum += num;
}
return sum;
}
// 正確例子：正確賦予初值為 0
int accumulate(int max)
{
int sum = 0;
int num;
for (num = 1; num <= max; num++) {
sum += num;
}
return sum;
}
二、你不可以存取超過陣列既定範圍的空間。
宣告陣列時，所給的陣列元素個數值如果是 N，那麼我們在後面透過索引值存取元素時，索引值範圍是從 0 到 N-1。C/C++ 為了效率，並不會自動檢查陣列索引是否越界，我們必須自己寫程式確保安全。
// ❌ 錯誤例子：索引越界存取到 str[5]
int str[5];
int i;
for (i = 0; i <= 5; i++) {
str[i] = i;
}
// 正確例子：索引限制在 0 至 4 之間
int str[5];
int i;
for (i = 0; i < 5; i++) {
str[i] = i;
}
三、你不可以提取 (dereference) 不知指向何方的指標（包含 null 指標）。
指標變數必須先指向一個明確的、合法的記憶體空間（變數位址或動態分配空間），才可以進行取值或寫入操作。
// ❌ 錯誤例子：操作未初始化指標或空指標
char *pc1; // 未給予初值，不知指向何方
char *pc2 = 0; // pc2 起始化為 null pointer
*pc1 = 'a'; // 將 'a' 寫到不知何方，危險！
*pc2 = 'b'; // 將 'b' 寫到「位址0」，程式會 crash
// 正確例子：將指標指向合法記憶體
char c;
char *pc1 = &c; // pc1 指向字元變數 c
char *pc2 = (char *)malloc(10); // 動態分配 10 個 char
*pc1 = 'a'; // c 的內容變為 'a'
pc2[0] = 'b'; // 動態配置的空間寫入資料
free(pc2); // 最後記得 free 掉分配的空間
四、你不可以將字串常數賦值給 char* 變數，然後修改其內容。
字串常數（例如 "john"）的內容在編譯後是儲存在唯讀記憶體區段的，只能讀不能寫。要修改字串，應該將其宣告為字元陣列。
// ❌ 錯誤例子：企圖修改唯讀字串常數
char* pc = "john";
*pc = 'J'; // 執行期錯誤，唯讀記憶體無法修改
printf("Hello, %s\n", pc);
// 正確例子：宣告字元陣列以進行修改
char pc[] = "john"; // 複製字串內容到陣列中
*pc = 'J'; // pc[0] 變為 'J'
printf("Hello, %s\n", pc);
// ❌ 錯誤例子 (2)：strcat 寫入至唯讀空間
char *s1 = "Hello, ";
char *s2 = "world!";
char *s3 = strcat(s1, s2); // 寫入到 s1 的唯讀空間
// 正確例子 (2)：保留足夠空間的陣列
char s1[20] = "Hello, ";
char *s2 = "world!";
strcat(s1, s2); // 合法附加
五、你不可以對尚未分配所指空間的 char* 變數進行陣列相關操作。
未分配空間的指標沒有位置儲存輸入的字串，容易發生緩衝區溢位（Buffer Overflow）。
// ❌ 錯誤例子：name 沒有指向有效的空間
char *name;
printf("Your name, please: ");
gets(name); // 嚴重安全漏洞
// 正確例子 (1)：若長度固定，使用 char[]
char name[21]; // 字串最長 20 個字元，另加 '\0'
printf("Your name, please: ");
fgets(name, sizeof(name), stdin); // 較安全的讀取方式
// 正確例子 (2)：動態分配空間
size_t length;
char *name;
printf("請輸入字串的最大長度: ");
scanf("%u", &length);
name = (char *)malloc(length);
printf("Your name, please: ");
scanf("%s", name);
free(name); // 釋放記憶體
六、你不可以在函式中回傳一個指向區域自動變數的指標。
區域自動變數在函式結束時其生命週期隨即結束，其原本佔用的記憶體會被釋放。若返回該變數的指標，呼叫端會讀取到隨機的垃圾值。
// ❌ 錯誤例子：傳回區域變數指標
char *getstr(char *name)
{
char buf[30] = "hello, ";
strcat(buf, name);
return buf; // buf 記憶體在函式結束後失效
}
// 正確例子：將緩衝區由外部傳入
void getstr(char buf[], int buflen, char const *name)
{
char const s[] = "hello, ";
assert(strlen(s) + strlen(name) < buflen);
strcpy(buf, s);
strcat(buf, name);
}
// C++ 替代方案：使用 std::string class 傳回物件
#include <string>
using std::string;
string getstr(string const &name)
{
return string("hello, ") += name;
}
七、你不可以只做 malloc(), 而不做相應的 free().
每次使用 malloc()、calloc() 或 realloc() 動態分配記憶體後，若不再使用，必須以 free() 釋放。否則會造成記憶體漏失 (Memory Leak)，耗盡系統記憶體資源。已經 free() 的指標不應再次 free() 或對其進行存取（避免 Dangling Pointer 指標懸空錯誤）。
註：C++ 中對應的 new 與 delete 也必須成對出現。
八、你不可以在數值運算、賦值中隨意混用不同型別的數值。
混用有號（signed）與無號（unsigned）型別，或者忽略變數寬度導致算術溢位，會帶來意想不到的計算錯愕。必須隨時確保計算結果不會超出變數型別的極限值。
// ❌ 錯誤例子 (1)：溢位問題
unsigned int sum = 2000000000 + 2000000000; // int 相加放不下 40 億
double f = 10 / 3; // 整數除法結果為 3
// 正確例子 (1)
unsigned int sum = 2000000000u + 2000000000u; // 使用無號整數字尾
double f = 10.0 / 3.0; // 浮點數除法
// ❌ 錯誤例子 (2)：不同平台 char 寬度不同可能導致的邏輯失效
unsigned char a = 0x80;
char b = 0x80;
if( a == 0x80 ) { printf( "a ok\n" ); }
if( b == 0x80 ) { printf( "b ok\n" ); } // 在 char 為 signed (-128~127) 的系統上，此判斷會失效
九、你不可以在一個運算式中對同一個基本型態變數修改其值超過一次。
在一個運算式（Expression）中多次修改同一個基本變數的值，會導致編譯器產生未定義行為 (Undefined Behavior)，在不同的編譯器下會得到不同的計算結果。
// ❌ 錯誤例子：對 i 的遞增行為無順序保證
int i = 7;
int j = ++i + i++; // 未定義行為
// 正確例子：拆開來寫
int i = 7;
int j = ++i;
j += i++;
// ❌ 錯誤例子：在存取的同時對同一個變數進行自增修改
arr[i] = i++;
// 正確例子
arr[i] = i;
i++;
十、你不可以在 macro 定義中不為它的參數個別加上括號。
宏定義（Macro）是純粹的文字替換，如果參數沒有個別加上括號，在遇到複合運算式傳入時會因為運算子優先權（Operator Precedence）而導致計算順序錯誤。
// ❌ 錯誤例子：SQUARE 宏參數未加括號
#define SQUARE(x) (x * x)
// SQUARE(10-5) 會被展開為 (10-5 * 10-5) -> 10 - 50 - 5 = -45
// 正確例子：為參數加上小括號與外層大括號
#define SQUARE(x) ((x) * (x))
// SQUARE(10-5) 會被展開為 ((10-5) * (10-5)) -> 5 * 5 = 25
// C++ 最佳替代方案：使用 inline 函式，不僅安全且能進行型別檢查
inline int square(int x) { return x * x; }
本文原作者潘科元(Khoguan Phuann)於 2005 年整理此篇，旨在提醒所有 C 語言初學者（甚至老手）避免掉入這些深坑。不論是用於底層韌體開發，亦或是作為大學程式檢測（如 APCS）的準備，這十誡都是避開 C 語言陷阱的核心法則。
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