每天学一点系列~诡异的死循环

Posted 2021-08-11 白龙码~

诡异的循环

• Part I、题目分享
• Part II、题目剖析
• • 1、计算机的内存分配原则
  • 2、数组的内存分配原则
  • 3、调试程序
• Part III、今日小结
• Part IV、系列文章索引

Part I、题目分享

《C陷阱与缺陷》中有这样一个例题：

int main()
{
    int i = 0;
    int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
    for (i = 0; i <= 12; i++)
    {
        arr[i] = 0;
        printf("hello world\\n");
    }
    return 0;
}

请问：这个程序的输出是什么？
10个hello world？
13个hello world？
还是由于越界访问而报错？
都不是！
我们放到VS2019下运行发现——

他死循环了！？什么情况？让我们深度剖析一下这道题吧！

Part II、题目剖析

1、计算机的内存分配原则

计算机有这样的变量内存分配原则：

对于先申请内存的变量，将高地址的内存分配给它

什么意思呢？
在这道题中我们看到：我们首先创建了变量i，然后创建了数组arr，因此在程序编译运行时，计算机会将高地址的内存优先分配给i，然后再分配给数组arr
也就是：

2、数组的内存分配原则

在数组中，内存的分配原则如下：

数组元素从低地址开始，往高地址分布，且下标为0的地址最低

即：

3、调试程序

由于数组有10个元素，因此下标0~9时为正常的数组元素访问，该程序将数组内容全部改为0；

i运行到10时将arr[10]改为0

此时屏幕打印11个hello world

i运行到11时将arr[11]改为0

此时屏幕打印12个hello world

然而i等于12时，arr[12]被改为0，i也很诡异地变成了0

到这里我们就不难理解为什么这个程序会死循环了；
可这是为什么呢？
i和arr[12]都在一瞬间变成了0，是否意味着：它们两个的地址是相同的？
我们在调试中取得i和arr[12]的地址：

比较发现：二者相同
这是巧合吗？还是故意的？

根据上面我们了解到的计算机内存分配以及数组内存分配原理，我们可以由此推测i和arr的内存布局为：

结合这幅图，那么一切就都说得通了：当arr[12]改为0时，由于i和arr[12]地址相同，所以i也被改为12，因此该程序死循环！

Part III、今日小结

从这道题中我们应当意识到：随着学习的深入，从代码的表象会越来越难地看出问题的本质，想要更优质的学习，必须从根源理解代码的原理与机制！

Part IV、系列文章索引

【每天学一点系列~】字符串左/右旋的本质，你真的认清了嘛？
【每天学一点系列~】这些内存函数你知道么？还记得么[\\doge]
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创作不易，给个三连呗亲！