在指针迭代中使用 for 循环时出现分段错误

Posted 2023-02-21

【中文标题】在指针迭代中使用 for 循环时出现分段错误

【英文标题】：Segmentation fault while using for loop in pointer iteration

【发布时间】：2018-07-17 08:30:45

【问题描述】：

这是我编写的一小段代码，用于测试我对指针的了解：

int *grades;
*(grades+0) = 100;
*(grades+1) = 87;
*(grades+2) = 99;
*(grades+3) = 92;

cout<<*(grades+0)<<endl;
cout<<*(grades+1)<<endl;
cout<<*(grades+2)<<endl;
cout<<*(grades+3)<<endl;

我知道这样分配指针的缺陷。然而，上面的代码 sn-p 正确地打印出每个等级的值。问题是如果我使用 for 循环来自动显示指针的内容。

int *grades;
*(grades+0) = 100;
*(grades+1) = 87;
*(grades+2) = 99;
*(grades+3) = 92;

for(int i=0;i<4;++i)cout<<*(grades+i)<<endl;

为什么添加 for 循环会导致分段错误。我知道分段错误的原因，但是两个sn-ps的代码不是基本相同吗？我使用https://www.onlinegdb.com/ 编写代码。

【问题讨论】：

您的代码只是一个指针，您需要为其分配一个有效地址。现在它指向一些垃圾值

你有一个指针，但是 它指向哪里？ 未初始化的局部变量（甚至是指针）将有一个 indeterminate（并且看似随机）的值.在没有初始化的情况下以任何方式使用它们（当然除了初始化它们）会导致undefined behavior。如果你有 UB（未定义行为），那么任何关于行为的讨论都是没有意义的。

另一方面，对于 any 指针或数组p 和索引i，表达式p[i] 恰好 等于@ 987654328@。我建议您始终使用前一种语法 (p[i])，因为它通常更易于阅读和理解。也少写了。

“以 any 方式使用它们是 UB”实际上是不正确的 - 您可以获取地址并将其以指针的形式传递给函数（然后可以分配一些东西）... 取消引用未初始化指针的任何用法都是UB。

我很清楚我的指针没有指向任何有效地址这一事实。我只是在测试编译器的行为。

【参考方案1】：

两种情况（有或没有for 循环）都会遭受相同的undefined behavior 的影响，而 UB 的本质是任何事情都可能发生。这就是为什么您的两个“基本相同”的 sn-ps 在行为上有所不同。

【参考方案2】：

您的代码表现出未定义的行为。 grades 指向无效内存，因为它未初始化。尝试通过指针读取或写入会导致 UB。它可能看起来有效，但这只是 UB 的一种可能的副作用。

如果您需要动态数组，请使用std::vector<int>，否则请使用std::array<int, 5>。

让你当前的 sn-p 工作：

std::array<int, 4> a;
int* grades = a.data();
*(grades+0) = 100;
*(grades+1) = 87;
*(grades+2) = 99;
*(grades+3) = 92;

【讨论】：

我会为向量添加一个警告：“std::vector<int> v(4); int* grades = v.data();: 只要 v 不增加就可以了。如果增加 [...]” -> 潜在的重新分配 -> 指针悬空-> UB

【参考方案3】：

您的动态数组已单元化。所以现在它指向一个随机地址。 尝试这样做：

int* grades = new int[4];
// do things
delete [] grades;

所以，操作系统会为你的 4 个整数分配一些空间，而不是一个随机的地方，其中可能还有另一个重要的值。