訪問特定指標時出現分段錯誤-有解無憂

我正在嘗試撰寫我自己的 malloc 并在 C 中為一個專案免費。在大多數情況下，一切都很好，但我無法解決它給我的奇怪的分段錯誤。我以簡化的形式復制了給出錯誤的代碼：

#include <stdio.h>

#define MEMORY_SIZE 4096
static char memory[MEMORY_SIZE];

typedef struct metaData{
    unsigned short isFree; //1 if free, 0 if allocated
    unsigned short size;
} metaData;

int main(){
    metaData *head = (metaData *) memory;
    printf("%d\n", (head 2031)->size);
    printf("%d\n", (head 2032)->size);
    puts("Segmentation up here???");

    return 0;
}

memory是一個大小為 4096 的靜態字符陣列。第一個printf列印出 0。但下一個printf是段錯誤。我能夠metaData在每個指標處操作結構，直到head 2032. 有誰知道為什么？

uj5u.com熱心網友回復：

C 中的指標運算以指向型別大小的基本單位執行。你head是一個指向metaData結構的指標，它的大小為2 × sizeof(unsigned short). 假設（很可能，但不確定） anunsigned short在您的平臺上的大小為 2 個位元組，那么“基本單位”將是 4 個位元組。

因此，當進行head 2031計算時，4 × 2031（即 8124）的值將被添加到地址 inhead以給出該運算式的結果。因此，使用以下->size運算子，您嘗試從陣列開頭的位置參考 8,126 位元組¹memory的記憶體- 但該陣列被宣告為僅4096 位元組（sizeof(char)根據定義，1 位元組）。

訪問超出陣列宣告大小的記憶體是未定義行為（UB）；一旦你呼叫了這樣的 UB（就像你在兩個 printf呼叫中所做的那樣），許多不同的事情就會發生，并且以不可預知的方式發生。“分段錯誤”（試圖讀取或寫入您的程式無權訪問的記憶體）是 UB 的一種可能表現形式。（另一種可能的表現是沒有報錯，程式似乎運行正常；在很多人看來，這是最糟糕的一種！）

¹ 8,124 位元組將是潛在指向meteData結構的開始的偏移量；因為size前面有另一個unsigned short成員，所以會添加另外兩個位元組。

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標籤：C 指针分段故障 malloc

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