スタックがオーバーフローにならないために

前提・実現したいこと

スタック型計算機を作成しています。キーボードとファイルの両方からデータ入力をしたいのですが、ファイルからのデータ入力がうまくいきません。

ファイル：data.txtには　9 1 - 3 * 7 - と書いてあります。

もっともファイルからのデータの入力についてもいまいちです...

発生している問題・エラーメッセージ

五行目で定義したスタックサイズを七行目で定義したスタックのポインタが上回り、stack overflowになります。

該当のソースコード

C
1
2#include <stdio.h>
3#include <stdlib.h>
4#include <ctype.h>
5
6typedef long ELEMENT;
7
8#define STACK_SIZE 100
9
10ELEMENT stack[STACK_SIZE];
11int n;
12
13/*push関数**/
14void push(ELEMENT x)
15{
16    if (n>=STACK_SIZE){
17        printf("stack overflow");      /*ファイルからの入力を試みた際に、このエラーメッセージが表示されます。*/
18        exit(1);
19    }
20    stack[n++]=x;
21}
22
23/*pop関数*/
24ELEMENT pop()
25{
26    if (n<=0){
27        printf("stack underflow");
28        exit(1);
29    }
30    return stack[--n];
31}
32
33int main(void)
34{
35    n=0;            /*スタックの初期化*/
36    
37    int s;
38    printf("数字データの時はスタックに積み、ピリオドの時はスタックから降ろします。(EOFで終了)\n");
39    printf("データ入力の方法を選んでください。\n0..キーボード/1..ファイル：");
40    scanf("%d",&s);
41    int c ;
42    long x,a,b;
43    FILE *fp;
44    
45    if (s==0){
46        while((c=getchar())!=EOF){
47
48            if (isdigit(c)){
49                ungetc(c,stdin);
50                scanf("%ld",&x);
51                push(x);
52            }else{
53                switch (c){
54                    case '.':
55                        pop();
56                        break;
57                    case '+':
58                        b=pop();a=pop();
59                        push(a+b);
60                        break;
61                    case '-':
62                        b=pop();a=pop();
63                        push(a-b);
64                        break;
65                    case '*':
66                        b=pop();a=pop();
67                        push(a*b);
68                        break;
69                    case '/':
70                        b=pop();a=pop();
71                        push(a/b);
72                        break;
73                    case ' ':
74                        break;
75                    case '\n':
76                        if(n!=0)
77                            printf("答えは%ldです。",pop());
78                        n=0;
79                        break;
80                        
81                    default:
82                        printf("不正な入力です。\n");
83                        while ((c=getchar())!=EOF && c!='a')
84                            ;
85                        break;
86                }
87            }
88        }
89        
90        
91    }else if (s==1){            /*ファイルからの入力*/
92        char data[100]={0};    /*訂正箇所：０クリア*/
93        int ch;
94        int q=1;
95
96        fp=fopen("data.txt","r");
97        if (fp==NULL){
98            printf("ファイルオープン失敗\n");
99            return 1;
100        }
101        
102        for (int i=0;i<100;i++){
103            data[i]=fgetc(fp);
104            if (data[i]==EOF) break;
105        }
106        
107        for (int i=0;data[i]!='\0';i++){
108            if (isdigit(data[i])){
109                push(data[i]);
110            }else{
111                switch (data[i]){
112                    case '.':
113                        pop();
114                        break;
115                    case '+':
116                        b=pop();a=pop();
117                        push(a+b);
118                        break;
119                    case '-':
120                        b=pop();a=pop();
121                        push(a-b);
122                        break;
123                    case '*':
124                        b=pop();a=pop();
125                        push(a*b);
126                        break;
127                    case '/':
128                        b=pop();a=pop();
129                        push(a/b);
130                        break;
131                    case ' ':
132                        break;
133                    case '\n':
134                        if(n!=0)
135                            printf("答えは%ldです。",pop());
136                        n=0;
137                        break;
138                            
139                    default:
140                        push(data[i]);
141                        break;
142                    }
143                }
144                
145            
146        }
147        fclose(fp);
148    }
149    return 0;
150}
151

試したこと

５、７行目のサイズを変えてみましたがダメでした

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

Xcode Version 11.2 (11B52)

行動規範の内容に同意します

回答4件

何が直接的な問題かは既に指摘があるので割愛しますが、そもそもの問題として、キーボード/ファイルで処理を分けるのは良い設計とは言えません。

scanfやgetcharは別に「キーボード入力を処理する」APIではありません。
キーボード入力を通常のファイル入力と同じ方法で扱えるように実行環境の方で調整が入っていて、標準のFILE*変数であるstdinを裏で使った入力処理を行っているだけです。なので、「キーボード入力を処理する『つもり』」で書いたコードは、そっくりそのまま「ファイル入力を処理する」に転用できます。変に分けると却ってバグの元です。

getchar()⇔getc(stdin), scanf(フォーマット,…)⇔fscanf(stdin,フォーマット,…)

という等価な対応があることに注意してください。このstdinをfpに替えればそのままファイル入力処理になる、ということです。もちろん、fpを使えるのはfopen()の後です。
※関数化するか、変数を間に挟んで処理を共通化するのが分かり易いでしょう。

投稿2020/06/05 18:06

angel_p_57

総合スコア1672

VanS

2020/06/06 07:54

なるほど...。そのあたり、曖昧な理解のままでした。ありがとうございます。！

pepperleaf

2020/06/06 08:11

> このstdinをfpに替えればいや、変えなくても、実行時に、"program < file" とすれば、fileからの読み込みとなります。元々、入出力デバイス(キーボード etc)は、特殊なファイル(と言うのが、Unix(Linx)の考え) とは言うものの、EOFの扱いとかが、微妙に違って困るのは、Windows?

angel_p_57

2020/06/06 09:41

> いや、変えなくても、実行時に、"program < file" とすれば、fileからの読み込みとなります。「リダイレクト」によって標準入力の接続先を変えるって話も関連としてありますけど、取り敢えず「sの入力によってキーボード入力のデータを処理するか、特定のファイルのデータを処理するか切り替える」って設計してるんだから、まずはそれを尊重しましょうよ…。 ※ cat だとか様々なコマンドで「ファイルが指定されればファイルを処理、なければ標準入力からのデータを処理」ってあるでしょ。

VanS

2020/06/06 13:38

解決できました。皆様本当にありがとうございました..!!

行動規範の内容に同意します

問題点1

char data[100]を0クリアしていない。
不定値の為、ファイル終端以降どこでdata[i] != '\0'が成立するかはメモリの状況次第です。

問題点2

while (q)が不要。
無限ループしています。

問題点3

kazuma-sさんも指摘されていますが、数字を文字コードのまま格納しています。
0〜9をそのまま格納しているため、数値としては48〜57が格納されています。

何も表示されることなくプログラムが終了してしまいます

こちらでも今貼られているコードをXcodeで動かしてみましたが
問題点3により57 49 - 51 * 55 -となるため計算結果は間違っているものの、結果は表示されています。

投稿2020/06/05 17:25

編集2020/06/06 09:10

SHOMI

総合スコア4079

VanS

2020/06/05 17:48

ご丁寧な説明ありがとうございます。ご指摘いただいた点を修正してみましたが実行しても何も表示されることなくプログラムが終了してしまいます...

SHOMI

2020/06/06 00:05 編集

>ファイル：data.txtには　9 1 - 3 * 7 - と書いてあります。 '\n'で結果表示していますが、9 1 - 3 * 7 -の後に改行してありますか？

VanS

2020/06/06 07:54

失礼しました。改行も含んであります..

SHOMI

2020/06/06 08:41 編集

こちらでも今貼られているコードをXcodeで動かしてみましたが表示されましたよ。数字部分がアスキーコードの値で計算されているため、"57 49 - 51 * 55 -"となり計算結果は353と表示されましたが…

行動規範の内容に同意します

ベストアンサー

現在のコードでスタックオーバーフローにならないようですが、
どういう入力で現象を再現できますか？

また、キーボード入力の場合は、scanf("%ld",&x); で数値を読み込んでいるのに、
ファイル入力場合、push(data[i]); で数字を数値に変換せずに使っているのはなぜですか？

キーボード入力とファイル入力を統一的に扱うと次のようになります。

C
1#include <stdio.h>   // printf, puts, scanf, fscanf, fgetc, fopen, fclose, perror
2#include <stdlib.h>  // exit
3#include <ctype.h>   // isdigit
4
5typedef long ELEMENT;
6
7#define STACK_SIZE 100
8
9ELEMENT stack[STACK_SIZE];
10int n;
11
12void push(ELEMENT x)
13{
14    if (n >= STACK_SIZE) {
15        puts("stack overflow");
16        exit(1);
17    }
18    stack[n++]=x;
19}
20
21ELEMENT pop()
22{
23    if (n <= 0) {
24        puts("stack underflow");
25        exit(1);
26    }
27    return stack[--n];
28}
29
30int main(void)
31{
32    printf("数字データの時はスタックに積み、\n"
33		"ピリオドの時はスタックから降ろします。(EOFで終了)\n"
34    	"データ入力の方法を選んでください。\n"
35		"0..キーボード/1..ファイル：");
36    int c;
37    scanf("%d",&c);
38    FILE *fp = stdin;
39	if (c == 1) {
40		fp = fopen("data.txt", "r");
41		if (fp == NULL) { perror("data.txt"); return 1; }
42	}
43	while ((c = fgetc(fp)) != EOF) {
44    	long x;
45		if (isdigit(c)) {
46			ungetc(c, fp);
47			fscanf(fp, "%ld", &x);
48			push(x);
49		} else {
50			switch (c) {
51			case '.': pop(); break;
52			case '+': x = pop(); push(pop() + x); break;
53			case '-': x = pop(); push(pop() - x); break;
54			case '*': x = pop(); push(pop() * x); break;
55			case '/': x = pop(); push(pop() / x); break;
56			case ' ': break;
57			case '\n':
58				if (n > 0) printf("答えは%ldです。\n", pop());
59				n = 0;
60				break;
61			default:
62				puts("不正な入力です。");
63				while ((c = fgetc(fp)) != EOF && c != 'a') ;
64				break;
65			}
66		}
67	}
68	return 0;
69}