C++堆記憶體錯誤：CRT detected that the application wrote to memory before start of heap buffer

最近測驗發現一個掩藏很深的bug，這個只有在特定的操作場景下才會出現，和測驗資料及場景有強相關性，好在我們找到了復現的辦法，直接在Debug除錯下復現了問題，復現問題后，彈出了如下的報錯提示框：

根據提示資訊，檢測到了堆記憶體被破壞，程式向堆記憶體前面的記憶體區域寫入了內容，系統在分配堆記憶體時，會在給用戶使用的堆記憶體前后加上頭資訊和尾資訊，用來維護和管理這些堆記憶體，這些堆記憶體的頭部記憶體和尾部記憶體區域，應用程式是不能寫入的，是系統來維護和管理的，

本例是堆記憶體越界到記憶體的頭部記憶體區域，而一般情況是越界到記憶體尾部的，越界到頭部則是比較少見的，當然這不排除記憶體越界的比較長，直接越到另一段堆記憶體的頭部記憶體區域的，

VS檢測到例外后中斷下來，發現是崩潰在對堆記憶體的delete釋放代碼上：

按講釋放一段申請的堆記憶體是不應該有問題的，如果在new或者delete時報錯，排除對堆記憶體delete兩次的場景，那基本可以斷定是堆記憶體被破壞了，導致new或delete出現例外，

至于到底是什么情況，需要去結合代碼去分析了，于是去查看出問題函式的代碼背景關系，查看相關變數的值，發現我們在new出一段堆記憶體后，使用陣列下標去訪問該段堆記憶體，結果在當前的場景下，陣列下標出現了-1的情況，對該-1下標對應的記憶體區域進行了賦值，所以就越界到了堆記憶體的頭部區域，然后被系統檢測到了，系統產生了例外，相關代碼如下所示：

void CRenderEngine::DrawText( HDC hDC, CPaintManagerUI* pManager, RECT& rc, LPCTSTR pstrText, DWORD dwTextColor, int iFont, UINT uStyle )
{
    ASSERT(::GetObjectType(hDC) == OBJ_DC || ::GetObjectType(hDC) == OBJ_MEMDC);
    if (pstrText == NULL || pManager == NULL) return;
    ::SetBkMode(hDC, TRANSPARENT);
    ::SetTextColor(hDC, RGB(GetBValue(dwTextColor), GetGValue(dwTextColor), GetRValue(dwTextColor)));
    HFONT hOldFont = (HFONT)::SelectObject(hDC, pManager->GetFont(iFont));

        // 檢查一下待繪制的字串中是否有換行符，如果有換行符，則不能使用下面處理省略號的演算法
        // 解決SDM-00125710
        bool bHasCarriageReturn = false;
        CStdString strTmp = pstrText;
        if ( strTmp.Find( _T("\n") ) != -1 )
        {
                bHasCarriageReturn = true;
        }
        else if ( strTmp.Find( _T("\r\n") ) != -1 )
        {
                bHasCarriageReturn = true;
        }
        
        if ( (uStyle & DT_WORDBREAK) || bHasCarriageReturn )
        {
                ::DrawText(hDC, pstrText, -1, &rc, uStyle | DT_NOPREFIX );
        }
        else if( uStyle & (DT_END_ELLIPSIS | DT_MODIFYSTRING) )
        {
                // 為了解決endellipsis的省略號顯示不全問題:
                // 1）有些情況下省略號的三個點顯示不全；
                // 2）win7下省略號顯示正常，win10下不顯示省略號
                // 現做如下處理，參考
                // https://www.codeproject.com/articles/7079/implementing-the-dt-end-ellipsis-flag-on-the-pocke
                // 注意：下面的代碼只能處理單行文字顯示時的結尾省略號的問題
                int    nCount       = 0;
                int    nWidth       = rc.right - rc.left;
                SIZE   szStr        = { 0, 0 };
                LPTSTR lpStr        = NULL;        

                // 計算需繪制的字串字符個數
                nCount = _tcslen(pstrText);
                if( nCount == 0 || nCount == -1 )
                {
                        // 0是沒有字符需要繪制，直接回傳，-1是計算字串長度出錯
                        ::SelectObject(hDC, hOldFont);
                        return;
                }

                // 復制一份文字內容
                lpStr = new TCHAR[nCount+1];
                ZeroMemory( lpStr , (nCount+1)*sizeof(TCHAR) );
                _tcscpy_s( lpStr, nCount+1, pstrText );
                lpStr[nCount] = _T('\0');

                // 檢查如果字串長度大于繪制區域寬度
                GetTextExtentPoint32( hDC, lpStr, nCount, &szStr );
                if( szStr.cx > nWidth  && nWidth > 0 )
                {
                        // 估算出繪制區域能夠顯示的字符數量
                        // 估算公式：nWidth/nEstimate = szStr.cx/nCount
                        // 該公式假定字串中的字符寬度是相等的，實際上數字或字母與中文的寬度是不同的，此處
                        // 只是粗略的估計
                        int nEstimate = (nCount * nWidth) / szStr.cx + 1;
                        if(nEstimate < nCount)
                                nCount = nEstimate;

                        const DWORD dwEllipsisUnicode = 0x2026;

                        // 0x2026對應省略號三個點的Unicode編碼
                        lpStr[nCount-1] = (TCHAR)dwEllipsisUnicode;
                        GetTextExtentPoint32( hDC, lpStr, nCount, &szStr );

                        // 當延伸的內容大于繪制區域的寬度，移除這個字符
                        while(szStr.cx > nWidth && nCount > 1)
                        {
                                lpStr[--nCount] = 0;        // 移除字符
                                lpStr[nCount-1] = (TCHAR)dwEllipsisUnicode; // 用...代替

                                GetTextExtentPoint32(hDC, lpStr, nCount, &szStr);
                        }

                        ::DrawText(hDC, lpStr, nCount, &rc, uStyle | DT_NOPREFIX );

                        delete[] lpStr;
                        lpStr = NULL;
                }
                else
                {
                        ::DrawText(hDC, pstrText, -1, &rc, uStyle | DT_NOPREFIX );
                }
        }
        else
        {
                ::DrawText(hDC, pstrText, -1, &rc, uStyle | DT_NOPREFIX );
        }

    ::SelectObject(hDC, hOldFont);
}

我們一定要注意，在使用運算式作為陣列下標去訪問記憶體時，一定要注意對陣列下標值做保護，放置出現例外的值，比如負值或者超過陣列長度的值，我們在此處添加一個保護即可，