分段错误，虽然代码从未执行？

Question

我刚刚开始学习 C，并且正在研究链表的简单实现。当我尝试打印我的清单时，我意识到了一些奇怪的事情。即使该代码从未执行过，我也会在部分代码中遇到分段错误。这怎么可能？

据我所知，while 循环永远不会执行，因为 next 指针不指向任何东西。我在想，也许在评估 while 循环时，它可能会导致它指向导致分段错误的东西，但奇怪的是，如果你删除行 root = root->next 它执行得很好（没有任何错误）。即使这样，它也永远不会进入 while 循环。那么如果代码从不执行，一行代码（root = root->next 怎么会导致错误呢？代码编译得很好。我是不是在某个地方犯了一个简单的错误？

我知道这几乎不是链表的正确实现，它是为了学习目的而制作的。

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

struct linkedlist   {
    int value;
    struct linkedlist * next;
};

typedef struct linkedlist item;

int main(int argc, char **argv) {
    item * root;
    item * current;

    root = malloc(sizeof(item));
    root->value = 500;

    int i;
    for(i = 0; i <= 20; i++)    {
        current->next = malloc(sizeof(item));
        current = current->next;
        current->value = i;
    }

    while(root->next != 0)  {
        //This is never executed
        printf("[%d]\n", root->value);
        //the line below does cause the segmentation error
        //but how can this affect anything at all if this is never executed?
        root = root->next;
    }
    return 0;
}

Answer 1

current->next 的第一行是取消引用一个未初始化的指针。您可能忘记在循环之前将current 初始化为root。取消对未初始化指针的引用是未定义行为 (UB)，这意味着任何事情都可能发生。实际上，未初始化的变量将具有与存储在其内存位置的任何内容相对应的值。因此，未初始化的指针将被设置为某个半随机地址，并且要么指向内存中的一些半随机内容（可能是其他程序变量），要么无效。

在 while 循环测试 root->next 的条件中，另一个未初始化的指针被取消引用。一般来说，你应该确保你的每个列表项（包括root）的next字段设置为0，否则你将无法检测到链表的结尾（再次未初始化的指针, 所以 UB 再次和实践中的值很可能与 0 不同。

纠正代码中此类问题的建议：

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

struct linkedlist   {
    int value;
    struct linkedlist * next;
};

typedef struct linkedlist item;

int main(int argc, char **argv) {
    item * root;
    item * current;

    root = malloc(sizeof(item));
    root->value = 500;
    root->next = 0;

    current = root;

    int i;
    for(i = 0; i <= 20; i++)    {
        current->next = malloc(sizeof(item));
        current = current->next;
        current->value = i;
        current->next = 0;
    }

    while(root->next != 0)  {
        printf("[%d]\n", root->value);
        root = root->next;
    }
    return 0;
}