Question

我在学习C中的动态内存分配时遇到了困难。我在main中有这个。

int *a = malloc(sizeof(int));
printf("%d %d %d\n", *a, *(a + 1), *(a + 2));
*a = 4;
printf("%d %d %d\n", *a, *(a + 1), *(a + 2));
a = realloc(a, sizeof(int) * 2);
printf("%d %d %d\n", *a, *(a + 1), *(a + 2));
*(a + 1) = 8;
printf("%d %d %d\n", *a, *(a + 1), *(a + 2));
*(a + 2) = 16;
printf("%d %d %d\n", *a, *(a + 1), *(a + 2));

打印出来..

7417176 7405760 706735178
4 7405760 958328410
4 7405760 958328410
4 8 958328410
4 8 16

正如您所看到的，我将a重新分配给了大约8个字节的新大小。但我初始化*(a + 2)为16，而你可以看到我只分配了~8个字节而不是更多（它至少需要12个字节）。这怎么可能？

Answer 1

当您访问尚未分配给程序的内存时，您的程序具有未定义的行为。

查看一些细节：

int *a = malloc(sizeof(int));

// This part is fine. It will try to allocate the amount of memory
// needed for storing exactly 1 int. It will assign the pointer a with
// with a value that points to the allocated memory.

但是，malloc可能会失败（即无法分配所需的内存量），因此您必须检查它是否失败。如果malloc失败，它将返回NULL。所以你需要添加：

if (a == NULL)
{
    // malloc failed...
    // print error
    exit(1);
}

下一行是：

printf("%d %d %d\n", *a, *(a + 1), *(a + 2));

// This is undefined behavior:
//     *a will read the value of the memory just malloc'ed as an int
//     In principle that is OK but since you didn't initialize the
//     memory, it is still undefined behavior
//
//     *(a+1) and *(a+2) will read memory after the memory malloc'ed
//     So you access memory not allocated to you. That is undefined
//     behavior

所以你应该做的是1）首先初始化内存，2）只访问分配给你的内存。像：

*a = 42;
printf("%d\n", *a);

下一行：

a = realloc(a, sizeof(int) * 2);

// In principle this is valid. However, it is not good as realloc may
// fail just like malloc.

所以你应该这样做：

int* temp = realloc(a, sizeof(int) * 2);
if (temp == NULL)
{
    // Error handling or just exit...
    free(a);
    exit(1);
 }
 a = temp;

对于其余的代码，您遇到的问题类似于上面提到的问题。

但是我将*（a + 2）初始化为16，而你可以看到我只分配了~8个字节而不是更多（它至少需要12个字节）。这怎么可能？

C语言不会检查您所做的一切是否有效。换句话说 - C让你做你想要的。确保您只做有效的事情是您自己的责任。

在运行时，系统可能会检测到程序正在执行非法操作。如果是这样，将发生崩溃（核心转储）。

但是，在许多情况下，系统无法检测到您的程序正在执行非法操作。所以该计划将继续进行。这可能会导致各种奇怪的错误，但它可能看起来好像程序是正确的，前100次执行它然后再次失败。这就是未定义的行为......未定义 - 你永远不会知道会发生什么。

因此，用C编码会给你带来很多负担。用C做非法的事很容易。你有责任确保你只做合法的事情。

今天有许多工具可用于分析C并找到错误的代码，例如： valgrind和coverity。

从已分配的内存中设置内存值

1 个答案: