浅析一道有趣的数组题

Posted 2021-10-01 JT_GUO

浅析一道有趣的数组题

题目描述

对于一个共有10个整型元素的数组，从首元素开始，从前往后循环遍历,修改元素的值，打印字符串。

#include <stdio.h>
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;
}

运行结果

对于这个题目，咋一看给人的直觉就是执行13次循环，打印13次hello world;当然也有可能是这样一种结果：由于数组越界访问，所以将arr[9]的值改为0后，系统报错，没法运行，连调试都过不去。

然而，令人震惊的是，在VS 2013编译环境下，编译器竟然没有报错，运行起来了！运行的结果出乎意料，竟是疯狂打印hello world，死循环！！！

结果分析与讨论

下面由小涛给大家简单分析一波：

• 在C语言中，内存主要可以划分为：栈区，堆区，静态区等部分。
  

• 对于局部变量和数组，是在内存中的栈区开辟的。

• 栈区的使用特点是：先使用高地址空间，再使用低地址空间。

  ​ 在这个案例中，由于先创建的是i变量，然后才是创建数组arr，故i的地址要比arr数组高。在VS 2013环境下，其内存开辟空间如下图所示(注意i的地址)：

• 对于数组而言，其存储和空间的关系是：随着元素下标的增加，对应元素的地址也是由高到低变化的。

  ​ 在此10个整型元素的数组arr中，arr[0]的地址最低，arr[9]的地址最低。

为什么运行的结果会是死循环呢？有必要对各数的地址进行探究一番。前面我们得到i的地址是0x010FFCD8，下面通过调试，对其他数据的地址查看如下：

我们惊人的发现：arr[12]位置的地址也是0x010FFCD8，这意味着什么？这不是就是说arr[12]和i放在内存中的同一个地址吗？如果把arr[12]的内容修改就会造成i的值被修改！结合我们得到的运行结果，这不是就能解释了嘛。

当i =12时，执行arr[12] = 0指令后，i也被修改成0了；判断条件i<=12恒成立，于是并没有结束循环，继续i = 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,0,1,2·····于是乎持续输出打印。

• 有一点需要注意，不同编译环境下，i和arr的空间间隔不一定是差3字节，亲测发现gcc编译器就不是这样的分布。

哈哈，破案了~~

狄大人对这波分析很是赞同啊，元芳也表示很佩服！哈哈~~

涨姿势咯，希望小伙伴们都有get到哦！