当我访问数组的越界元素时，为什么不会出现运行时错误？

Question

在下面的这段代码中，我尝试访问数组的第 '-1' 个元素，但没有收到任何运行时错误。

#include <stdio.h>

int A[10] = {0};

int main(){

    A[-1] += 12;

    printf("%d",A[-1]);

    return 0;
}

当我运行代码时，它会输出 12，这意味着它将 12 加到不存在的 A[-1] 上。直到今天，每当我尝试访问越界元素时，都会遇到运行时错误。我以前从未在简单的代码上尝试过。

谁能解释我的代码为什么能成功运行？

我在我的电脑和ideone 上运行它，在这两种情况下它都运行成功。

Answer 1

你看，当你像这样分配一个变量时，它会落在堆栈上。堆栈包含有关您调用的每个函数中的局部变量的小信息包，用简单的话来说。运行时能够检查您是否超出了分配的堆栈的范围，但不能检查您是否在堆栈上的无效位置写入了一些数据。堆栈可能如下所示：

[4 字节 - 一些 ptr][4 字节 - A 的第一个元素][4 字节 - A 的第二个元素] ...

当您尝试分配给数组的第 -1 个元素时，您实际上尝试读取数组之前的四个字节（四个字节，因为它是一个 int 数组）。您覆盖了堆栈中保存的一些数据 - 但这些数据仍在有效进程的内存中，因此系统没有抱怨。

尝试在 Visual Studio 中以发布模式运行此代码：

#include <stdio.h>

int main(int argc, char * argv[])
{
    // NEVER DO IT ON PURPOSE!
    int i = 0;
    int A[5];

    A[-1] = 42;
    printf("%d\n", i);

    getchar();
    return 0;
}

---

编辑：响应 cmets。

我错过了一个事实，即 A 是全局的。它不会保存在堆栈中，而是（很可能）保存在二进制模块的 .data 段中，但是其余的解释是：A[-1] 仍在进程的内存中，因此分配不会引发 AV。但是，这样的赋值会覆盖 A 之前的内容（可能是指针或二进制模块的其他部分），从而导致未定义的行为。

请注意，我的示例可能有效，也可能无效，具体取决于编译器（或编译器模式）。例如，在调试模式下，程序返回 0 - 我猜，内存管理器会在堆栈帧之间插入一些哨兵数据以捕获缓冲区溢出/欠载等错误。

Answer 2

在 C++（和 C）中，数组不会检查超出范围的索引。它们不是类。

在 C++11 中，您可以将 std::array<int,10> 和 at() 函数用作：

std::array<int,10> arr;

arr.at(-1) = 100; //it throws std::out_of_range exception

或者你可以使用std::vector<int>和at()成员函数。

Answer 3

C 和 C++ 没有任何边界检查。它是语言的一部分。就是让语言执行得更快。

如果您想要边界检查，请使用另一种具有它的语言。也许是 Java？

当您的代码执行时，您很幸运。