C: 错误初始化数组的奇怪行为

Question

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int step;
    double position[4];
    position[0] = 1;
    for (step = 1;step<=4;step++){
        position[step] = 99;
    }
    return 0;

}

可以无错编译，生成的程序可以运行.

然而，

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int step;
    double position[3];
    position[0] = 1;
    for (step = 1;step<=3;step++){
        position[step] = 99;
    }
    return 0;

}

也可以编译但是程序不能运行: 错误是Abort trap: 6.

在上述两种情况下，（错误地）初始化的数组的大小都比我在 for 循环中填充的数组小一。但为什么 4 和 3 在这里有所不同？

现在，更有趣的是，

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <math.h>

int main() {
    int step;
    double position[4];
    position[0] = 1;
    position[1] = 99;
    position[2] = 99;
    position[3] = 99;
    position[4] = 99;
    return 0;
}

甚至无法编译（错误是 array index 4 is past the end of the array (which contains 4 elements）。那么为什么 for 循环在这里有所不同？

Answer 1

在第三种情况下，编译器警告您存在越界访问。该标准不要求它抱怨，但它确实这样做了。

对于前两种情况，思考发生了什么是没有意义的。你说第一个程序运行 fine。它没有 - 它有一个 UB。

对于您关于 3 和 4 如何改变任何内容的问题，它可能取决于堆栈框架的布局方式。由于对齐差异，return 地址在一种情况下可能会被破坏，但在另一种情况下不会。您将不得不查看生成的程序集文件以查看实际出了什么问题。

这个 https://godbolt.org/g/gqz39q 表明，如果您将数组大小设置为 3，则将 position 放在 %rbp - 32 和 step 放在 %rbp - 4 .因此，如果您写 position[3]，step 会被覆盖（我不想考虑正在写什么）。

当您将 position 的大小设置为 4 时，它会将 step 放在 %rbp - 4 上，将 position 放在 %rbp - 48 上。现在你写信给 position[4] 即 %rbp - 48 + 4 * 8 = %rbp - 16。这将写到 %rbp - 8。所以 %rbp - 4 (step) 没有改变。

长话短说，填充在情况 1 中拯救了你，但在情况 2 中却没有。

PS：同样，这特定于所选的具有 O0 优化级别的编译器 gcc 6.2。在你的情况下，原因可能完全不同。

Answer 2

C 语言中没有提到 阻止您 编写访问越界内存的代码，标准只是明确提到任何这样做的尝试都会导致 undefined behavior.

任何诊断，如果提供由编译器自行决定，可能与提供的编译器选项相关联，标准未提及此要求。

例如，for some compiler, the last snippet compiles just fine（也收到运行时错误）。

注意 1： 在显示的片段中，语句不是初始化，它们是作业.

注2：我稍微修改了一下代码，无效访问还是一样

#include <stdio.h>

int main(void) {
    //int step;             // remove unused variable warning
    double position[4];
    position[0] = 1;
    position[1] = 99;
    position[2] = 99;
    position[3] = 99;
    position[4] = 99;

    (void) position;          // suppress unused variable warning

    return 0;
}

C: 错误初始化数组的奇怪行为

C: strange behavior of wrong initialization of array

c

arrays

compiler-errors

compiler-warnings