11308：完整读取一行

题目

从当前流位置读取一整行，动态增长存储，并区分成功、文件末尾、读取失败、分配失败和参数无效。

解析

不能把 EOF 一律解释成正常结束。fgetc 返回 EOF 后，先用 ferror 判断是否发生读取错误；只有没有读到任何字节且确实到达文件末尾时，才返回 READ_LINE_END。

存储容量按倍数增长，使连续追加的总搬移成本保持线性。每次为新字节和结尾空字符预留空间前，都先检查长度加法；realloc 的结果也先由临时指针接收。直到整行读取成功才写入两个输出对象，因此其他返回状态不会破坏调用方原有结果。

解析

#include <stdbool.h>
#include <stddef.h>
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

typedef enum {
    READ_LINE_OK,
    READ_LINE_END,
    READ_LINE_IO_ERROR,
    READ_LINE_NO_MEMORY,
    READ_LINE_INVALID
} ReadLineResult;

static bool reserve_line(
    char **data,
    size_t *capacity,
    size_t minimum
) {
    if (minimum <= *capacity) {
        return true;
    }

    size_t next = *capacity == 0 ? 64 : *capacity;
    while (next < minimum) {
        if (next > SIZE_MAX / 2) {
            next = minimum;
            break;
        }
        next *= 2;
    }

    char *replacement = realloc(*data, next);
    if (replacement == NULL) {
        return false;
    }

    *data = replacement;
    *capacity = next;
    return true;
}

ReadLineResult read_line(
    FILE *stream,
    char **out_line,
    size_t *out_length
) {
    if (stream == NULL ||
        out_line == NULL ||
        out_length == NULL) {
        return READ_LINE_INVALID;
    }

    char *line = NULL;
    size_t length = 0;
    size_t capacity = 0;

    for (;;) {
        int ch = fgetc(stream);

        if (ch == EOF) {
            if (ferror(stream)) {
                free(line);
                return READ_LINE_IO_ERROR;
            }
            if (length == 0) {
                free(line);
                return READ_LINE_END;
            }
            break;
        }

        if (ch == '\n') {
            break;
        }

        if (length == SIZE_MAX - 1) {
            free(line);
            return READ_LINE_NO_MEMORY;
        }
        if (!reserve_line(
                &line,
                &capacity,
                length + 2
            )) {
            free(line);
            return READ_LINE_NO_MEMORY;
        }

        line[length++] = (char)(unsigned char)ch;
    }

    if (!reserve_line(&line, &capacity, length + 1)) {
        free(line);
        return READ_LINE_NO_MEMORY;
    }

    line[length] = '\0';
    *out_line = line;
    *out_length = length;
    return READ_LINE_OK;
}

来源与改编

题型借鉴 MIT 6.087 Practical Programming in C 的 Assignment 3，采用 CC BY-NC-SA 4.0；本题重新规定了动态存储、流状态和输出保持语义。