将数组指针增加到最后一项之外

Question

我在C编程和数组指针方面玩得很开心。

当我将数组指针超出数组大小时，有人可以解释发生了什么吗？

看起来我正在访问数组之后的存储单元，但我只是想确定一下。

1. 这些数字有什么意思吗？
2. 为什么最后一个数字为零？
3. 程序应该能够访问尚未分配的内存吗？

这么多的问题！

int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
int *xPtr = arr;

for(int i = 0; i < 10; i++) {
    printf("current pointer is %d\n", *xPtr++);
}

结果是：

current pointer is 1
current pointer is 2
current pointer is 3
current pointer is 4
current pointer is 5
current pointer is 0
current pointer is 127926431
current pointer is -759946469
current pointer is -492049712
current pointer is 32766

这是我发现正确遍历数组的唯一方法。它是否正确？

int arraySize = sizeof(arr) / sizeof(int);
for(int i = 0; i < arraySize; i++) {
    printf("current pointer is %d\n", *xPtr++);
}

结果是：

current pointer is 1
current pointer is 2
current pointer is 3
current pointer is 4
current pointer is 5

Answer 1

您正在访问阵列外部的内存。数组只有5个元素，您可以增加指针，然后取消引用。实际上，这里有两种不良情况：您在数组外部取消引用，但同时也将指针增加了超出数组末尾的一步。都不允许。

这是不确定的行为，因此任何事情都可能发生。在这种情况下，您似乎只是在将数组后的内存内容解释为ints。在C程序的上下文中，它们只是垃圾值，因为一旦您在C中具有未定义的行为，所有的赌注都将关闭，程序可能崩溃甚至更糟。

如果要弄清楚具有UB的程序，则必须对其进行编译，然后查看该特定编译的汇编代码。请注意，下次编译时，结果可能会有所不同（编译器开关，编译器或库更新，不同的计算机...），并且新的汇编代码可能具有完全不同的行为（因为C代码具有UB）。通常，这是没有用的，UB是UB，尝试推理一下它的作用很少。

C没有数组边界检查，因此C编译器不执行任何检查。在具有内存保护功能的现代PC操作系统中，如果尝试访问未分配给它的内存但分辨率较粗的内存（例如4 KB页面），则操作系统将终止该程序，并且可能会有很多内存仍然属于您的程序，因此OS可能不会在阵列之后的兆字节中发现任何不良情况。

第二版看起来不错。只需记住，sizeof它仅对实际数组有效，而不对指针有效，对于函数的数组参数无效（因为尽管语法实际上是指针，而不是数组）。