为什么这个简单的代码没有出现段错误？答案

【问题标题】：Why am I not getting a segfault error with this simple code?为什么这个简单的代码没有出现段错误？
【发布时间】：2017-06-05 22:57:14
【问题描述】：

当我访问数组外部的项目时，我必须显示一个错误（没有为它创建我自己的函数）。所以我只是认为有必要从数组中访问值来触发段错误，但是这段代码根本不会崩溃：

int main(){
    int tab[4];
    printf("%d", tab[7]);
}

为什么我在执行此操作时不会收到错误消息？

【问题讨论】：

欢迎来到undefined behavior的精彩世界
如果您使用的是 GCC 或 Clang，请尝试使用 -fsanitize=address 进行编译和链接。

标签： c arrays pointers segmentation-fault undefined-behavior

【解决方案1】：

当您调用undefined behavior 时，任何事情都可能发生。你的程序可能会崩溃，它可能会显示奇怪的结果，或者它可能看起来工作正常。

此外，进行看似无关的更改（例如添加未使用的局部变量或简单调用 printf）可能会改变未定义行为的表现方式。

当我运行这个程序时，它完成并打印了 63。如果我将引用的索引从 7 更改为 7000，我会得到一个段错误。

简而言之，仅仅因为程序可以崩溃并不意味着它会。

【讨论】：

另外，相反，如果一个程序没有（立即）崩溃并不意味着它是正确的。
@RadLexus 对。这属于它可能看起来可以正常工作。

【解决方案2】：

因为当你做规范不允许的事情时的行为是"undefined"。而且因为在 C 中不需要边界检查。你很“幸运”。

int tab[4]; 表示为堆栈上的 4 个整数分配内存。 tab 只是内存地址的数字。它不知道它指向什么或分配了多少空间。

printf("%d", tab[7]); 表示打印出tab 的第 8 个元素。所以编译器会...

tab 设置为 1000（例如）表示内存地址 1000。
tab 表示int 的列表，因此每个元素将是sizeof(int)，可能是4 或8 个字节。假设是 8。
因此tab[7] 表示从内存位置 (7 * 8) + 1000 = 1056 开始读取，再读取 8 个字节。所以它的读数是 1056 到 1063。

就是这样。程序本身没有边界检查。硬件或操作系统可能会进行边界检查以防止一个进程读取任意内存，请查看protected memory，但 C 不需要任何内容。

所以tab[7] 忠实地复制了 1056 到 1063 中的任何垃圾。

你可以写一个小程序来看看这个。

int main(){
  int tab[4];
  printf("sizeof(int): %zu\n", sizeof(int));
  printf("tab: %d\n", tab);
  printf("&tab[7]: %d\n", &tab[7]);

  /* Note: tab must be cast to an integer else C will do pointer
     math on it. `7 + tab` gives the same result. */
  printf("(7 * sizeof(int)) + (int)tab: %d\n", (7 * sizeof(int)) + (int)tab);
  printf("7 + tab: %d\n", 7 + tab);
}

确切的结果会有所不同，但您会看到 &tab[7] 只是对 tab 进行的一些数学运算，以确定要检查的内存地址。

$ ./test
sizeof(int): 4
tab: 1595446448
&tab[7]: 1595446476
(7 * sizeof(int)) + (int)tab: 1595446476
7 + tab: 1595446476

1595446476 - 1595446448 是 28。7 * 4 是 28。

【讨论】：

【解决方案3】：

C 中的数组只是一个指向内存块的指针，在本例中，该内存块的起点为tab[0] 的任意位置。当然，您已经设置了4 的界限，但如果您超过了该界限，您只需访问超过该内存块的随机值。（即它可能打印出奇怪数字的原因）。

【讨论】：