C C 分析陣列越界訪問導致死迴圈

2021-10-05 04:04:09 字數 2524 閱讀 2199

閱讀下面**,並分析導致其結果的原因(以下分析基於vs環境的除錯)

#include

#include

intmain()

;//擁有10個元素的整型陣列

for(i =

0; i <=

12; i++

)//迴圈13次,越界訪問

system

("pause");

return0;

}

分析:整型陣列arr有10個元素,for迴圈13次,導致陣列越界訪問。執行程式結果顯示如下如圖所示,「hello world」在螢幕迴圈列印,陷入死迴圈中。

基於visual studio 2013進行除錯,分析陣列越界為什麼會導致程式陷入死迴圈中。

i 從0加至9,迴圈10次,在螢幕上列印10次「hello world」,並將陣列arr中的全部內容置為0.

i 加至10和11時,越界訪問了arr[10]和arr[11],並將arr[10]和arr[11]置為0,當i加至12時將arr[12]也置為0,此時發現 i 也被置為0。

細心的讀者就可能會發現,在i加至10、11、12時arr[12]中的內容也隨之被改為10、11、12,即圖中綠色標記處。那麼問題又來了為什麼 i 的改變導致arr[12]的改變呢?

觀察 i 的位址和arr[12]的位址如下圖,i 的位址和arr[12]的位址均是 0x 00 dd fe ec ,這也就解釋了為什麼 i 的改變會導致arr[12]的改變。

這就能解釋清楚為什麼陣列越界會導致程式陷入死迴圈:

for迴圈迴圈13次(i 從0加至12),陣列arr下標0至9,當 i = 10、11、12 時,越界訪問陣列,因為 i 的位址和arr[12]的位址相同,是同一變數空間,當 i = 12 時,將arr[12] 置為0,也就是將 i 置為0,因此for迴圈中的條件2永遠成立,也就是說 i <=12 恆成立,所以程式陷入死迴圈中。

1.生命週期:變數的作用範圍,變數的建立到變數的銷毀之間的時間段。

2.記憶體:記憶體儲器的儲存量,乙個資料得占用一塊物理空間,邏輯的東西必須有物理的東西來支援。而儲存器在一般電腦上是:暫存器-> 快取->記憶體->硬碟。

3.棧區(stack):空間小,系統自動建立銷毀。生長方向是由高位址向低位址生長。

4.堆區(heap):程式設計師手動開闢,手動釋放,程式結束時可能由 os **。使用關鍵字malloc / new,free / delete對其開闢釋放空間,每個人電腦的空間都是有限的。生長方向是由低位址向高位址生長。

5.靜態區( static):內容在總個程式的生命週期內都存在,由編譯器在編譯的時候分配、儲存。

究其根源為什麼 i 和 arr[12] 是同一變數空間

​   區域性變數 i 和 arr 在棧區上被使用,因為棧區的生長方向是高位址向低位址生長,所以棧區是先使用高位址處的空間,後使用低位址處的空間,又因為陣列隨著下標的增長位址由低向高變化,當越界訪問適當時,就會訪問到變數 i ,執行arr[i]=0;後就會將 i 置為0,導致程式陷入死迴圈中。棧區的分布如圖所示。

修改:for迴圈中的迴圈條件為 i<=11 時,不會越界訪問到變數 i ,就不會陷入死迴圈中,系統會提示報錯資訊。

對比:以上是在vs2013上進行除錯和編譯的,在不同的編譯器死迴圈的位置可能不盡相同。在vc6.0中測試for(i=0;i<=10;i++)程式陷入死迴圈,在linux的gcc中測試for(i=0;i<=11;i++)程式陷入死迴圈。那麼在不同編譯器下的記憶體布局如下圖所示。

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