C语言数组的越界和溢出

数组越界

C语言数组是静态的?不能自动扩容?当下标小于零或大于等于数组长度时?就发生了越界?Out Of Bounds??访问到数组以外的内存。如果下标小于零?就会发生下限越界?Off Nor**l Lower??如果下标大于等于数组长度?就会发生上限越界?Off Nor**l Upper?。

C语言为了提高效率?保证操作的灵活性?并不会对越界行为进行检查?即使越界了?也能够正常编译?只有在运行期间才可能会发生问题。请看下面的代码?

运行结果=

a[-2]=-858993460

a[-1]=-858993460

a[0]=10

a[1]=20

a[2]=30

a[3]=-858993460

a[4]=-858993460

越界访问的数组元素的值都是不确定的=没有实际的含义=因为数组之外的内存我们并不知道是什么=可能是其它变量的值=可能是函数参数=可能是一个地址=这些都是不可控的。

当发生数组越界时=如果我们对该内存有使用权限=那么程序将正常运行=但会出现不可控的结果=如上例所示==如果我们对该内存没有使用权限=或者该内存压根就没有被分配=那么程序将会崩溃。请看下面的例子=

在 VS2010 下运行=会出现运行时错误=

在 C-Free 5.0 下运行=会弹出程序停止工作的对话框=

每个程序能使用的内存都是有限的=该程序要访问 4*10000 字节处的内存=显然太远了=超出了程序的访问范围。这个地方的内存可能没有被分配=可能是系统本身占用的内存=可能是其它数据的内存=如果放任这种行为=将带来非常危险的后果=操作系统只能让程序停止运行。

数组溢出

当赋予数组的元素个数超过数组长度时=就会发生溢出=Overflow=。如下所示= int a[3] = {1, 2, 3, 4, 5};

数组长度为3=初始化时却赋予5个元素=超出了数组容量=所以只能保存前3个元素=后面的元素被丢弃。

GCC、LLVM/Clang、低版本的 VS=例如 VS2010=发现数组溢出只会给出警告=并不会报错。但是高版本的 VS=例如 VS2015、VS2017=发现数组溢出时会报错=禁止编译通过=微软终于聪明了一次。

一般情况下数组溢出不会有什么问题=顶多是丢失多余的元素。但是当以字符串的形式输出字符数组时=就会产生不可控的情况=请看下面的代码=

在 VS2010 下的运行结果=

字符串的长度大于数组长度=数组只能容纳字符串的前面一部分=也就是"http://c.b""即使编译器在较后添加了'\0''它也保存不到数组里面'所以 printf() 扫描数组时不会遇到结束符'\0''只能继续向后扫描。而后面内存中的数据我们不知道是什么'字符能否识别'何时遇到'\0''这些都是不确定的。当字符无法识别时'就会出现乱码'显示奇怪的字符。

由此可见'在用字符串给字符数组赋值时'要保证数组长度大于字符串长度'以容纳结束符'\0'。