C - char* 数组的最后一个元素答案

【问题标题】：C - Last element of char* arrayC - char* 数组的最后一个元素
【发布时间】：2020-12-03 07:18:07
【问题描述】：

以下示例代码；

char* g_commands[]={
    "abcd",
    NULL
};

int main()
{
    
    g_commands[1] = "efg";
    
    char ** tmp = &g_commands[0];
    
    for(; *tmp != NULL; tmp++){
        printf("%s", *tmp);
    }

    return 0;
}

由于 tmp 在循环中指向 g_commands 数组中的指针，在我将“efg”分配给 g_commands[1] 之后，我预计循环会创建分段错误，因为 g_commands 的最后一个元素不再为空。但程序无异常结束，打印abcdefg成功。

为什么会这样？编译器是否也将 NULL 添加到 char* 数组的末尾？

【问题讨论】：

不，它没有。在这种情况下，你碰巧走运了。这是未定义的行为。
您注意到在您的环境中碰巧允许“abcdefg”的未定义行为，但不会跨平台发生。什么是未定义的行为？这基本上意味着您正在做的事情超出了 C 标准，因此不同的编译器实现可能会以不同的方式处理它。它不是由 C 本身定义的。

标签： arrays c pointers char-pointer

【解决方案1】：

我预计循环会产生分段错误，因为 g_commands 的最后一个元素不再为空。但程序无异常结束，打印abcdefg成功。

为什么会这样？编译器是否也将 NULL 添加到 char* 数组的末尾？

当您取消引用指向指向数组末尾的指针tmp 的指针时调用undefined behavior 并尝试使用printf("%s", *tmp) 打印不确定的字符串。

未定义的行为不需要提供错误的结果。如果事情看起来是对的，就认为事情是对的，这是一种误解。

你不能期待任何事情。解释未定义行为的原因和方式也没有多大意义，因为它与您编写生产代码完全无关。

我知道有些人喜欢调查这些并查看实现的行为，但如果您对编写不易受感染、可移植和可靠的代码感兴趣，通常认为这些不是需要更深入地关注的事情。

【讨论】：

【解决方案2】：

程序具有未定义的行为。特别是它意味着程序可以产生预期或意外的结果。

我预计循环会在最后一个元素之后产生分段错误的 g_commands 不再为空

程序没有分段错误，因为数组g_commands

char* g_commands[]={
    "abcd",
    NULL
};

是在全局命名空间中定义的，并且在数组之后没有其他对象的定义。这样的声明具有静态存储持续时间，编译器通常将此内存设置为零。

如果你要移动 main 中的定义，比如

#include <stdio.h>
/*
char* g_commands[]={
    "abcd",
    NULL
};
*/
int main()
{
    char* g_commands[]={
        "abcd",
        NULL
    };
    
    g_commands[1] = "efg";
    
    char ** tmp = &g_commands[0];
    
    for(; *tmp != NULL; tmp++){
        printf("%s", *tmp);
    }

    return 0;
}

那么发生分段错误的概率非常高。

【讨论】：

@h0r53 段可以相互跟随。此外，例如可以与段落的大小对齐
这是有道理的。所以原则上，在这个例子中声明额外的（不是 NULL）全局变量会增加段错误的可能性，对吧？
@h0r53 我想是的。我们需要查看生成的对象模块。
@VladfromMoscow 添加了一堆全局变量，瞧，核心转储。
我更喜欢这个答案而不是其他答案，因为它深入探讨了“未定义”的含义以及为什么代码可能在某些情况下仍然有效的奥秘。很容易暗示某些东西是未定义的，不要相信输出，就是这样。但深入挖掘真正发生的事情提供了一个有用的视角，而不仅仅是简单的未定义。

【解决方案3】：

让我们一步一步来。

char* g_commands[]={
    "abcd",
    NULL
};

int main()
{
    
    g_commands[1] = "efg";

此时g_commands 已被更改，就好像您已通过以下方式对其进行了初始化：

// char* g_commands[]={
//    "abcd",
//    "efg"
// };

请注意，从此时起，g_commands 中不再有终止空指针。

以下

    char ** tmp = &g_commands[0];

也可以写成

// char ** tmp = g_commands;

现在，当您遍历 g_commands 的元素时，您正在测试 tmp 是否取消对空指针的引用。不幸的是，您之前确实用非空指针覆盖了g_commands 的最后一个元素，所以这个

    for(; *tmp != NULL; tmp++){
        printf("%s", *tmp);
    }

正在超出数组的边界并调用未定义的行为。

    return 0;
}

【讨论】：