为什么这样做?C中的字符指针

Why does this work? Character pointer in C

本文关键字：字符 指针 这样做 为什么      更新时间：2023-10-16
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <iostream>
int main()
{
char* s = (char*)malloc(sizeof(char) * 3); //I allocate memory for 3 chars
s[0] = 'a';
s[1] = 'b';
s[2] = '';
s[3] = 'd'; //This shouldn't work
std::cout << s[3] << std::endl; //It prints out d, why?
free(s);        
return 0;
}

为什么允许我写信给s[3]？

这被称为未定义行为。

编译器不会阻止你做非法的事情；但是，编译后的代码可能不会达到您所期望的效果。

通常，函数malloc会分配一些最小数量的字节，例如16，即使您将请求只分配一个(或如示例中的3个)字节。

但是，您不应依赖该功能的此类功能。它是由实现定义的malloc如何分配内存。因此，您的代码具有未定义的行为。

进程甚至可以允许在s[100]上进行写入，但在大多数情况下，它会破坏进程地址空间，并产生难以调试的问题。有时，如果写入的地址不在进程地址空间中，则写入到这样的位置会导致分段错误，但我们不会总是遇到访问冲突，因为地址可能非常在进程的地址空间中。

基本上，在C/C++中，这些都是人们应该非常小心的问题。因为记忆力的衰退会在其他一些地方表现出来，导致奇怪的行为，我们需要花几个小时在大海捞针。像electric fence、Valgrind、cppcheck这样的工具有助于隔离此类错误，但即使是它们也可能无法检测到内存损坏的原因。特别是电动围栏只适用于小程序，cppcheck只能进行静态检查，valgrind会大大减慢过程。

您在不属于自己的内存中进行写入。您可以这样做，但这会侵犯您的地址空间，可能会导致分段错误。

在这种情况下，它正在工作并打印d，但不能保证在其他机器中发生，甚至不能保证在您自己机器中其他编译器编译的代码中发生。这被称为未定义行为。

为什么允许我写入s[3]？

因为你没有被禁止这样做。

这将导致未定义的行为，因为您试图触摸未分配给您的内存。

s[3] = 'd';它可以调用未定义的行为。它不会阻止您写入相邻的内存位置，但在您访问它时会有不同的行为，因为它不是由您分配的。

您正在写入未分配的内存位置。如果此位置属于另一个程序，则您的程序可能会出现错误。如果它属于操作系统保留内存，则可能会出现分段错误或程序崩溃。这是未定义的行为。

啊，这种问题每周都会出现…

在每个C教程中必须说明的一件事是：C库的环境和运行时不能保证任何误用、类型错误的访问或其他定义不好的操作都会被捕获并正确报告。这一点的要点是效率。您遵守规则(并负责实现这些规则)，运行时是围绕这些规则构建的，可以有效地将编程环境模型代理到硬件和内核。

请注意发生这种情况的原因。您在C中看到的环境及其运行库比实际执行此任务的底层机制简单得多。在这种情况下，您可以看到malloc从系统中获得了一大块内存到进程的动态数据部分，并返回了较小子块的地址，并记住它在自己的结构中使用。代码试图执行的操作称为缓冲区溢出。它真正做的是：破坏malloc的内部结构，或者写入另一个分配的块(导致严重的延迟问题)，或者写入未分配的部分(导致当前进程的未来绝对没有问题)。

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