因?yàn)?a href="/tags/C語言" target="_blank">C語言不檢查數(shù)組越界，而數(shù)組又是我們經(jīng)常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之一，所以程序中經(jīng)常會(huì)遇到數(shù)組越界的情況，并且后果輕者讀寫數(shù)據(jù)不對(duì)，重者程序crash。下面我們來分析一下數(shù)組越界的情況：

1) 堆中的數(shù)組越界

因?yàn)槎咽俏覀冏约悍峙涞?，如果越界，那么?huì)把堆中其他空間的數(shù)據(jù)給寫掉，或讀取了其他空間的數(shù)據(jù)，這樣就會(huì)導(dǎo)致其他變量的數(shù)據(jù)變得不對(duì)，如果是一個(gè)指針的話，那么有可能會(huì)引起crash

2) 棧中的數(shù)組越界

因?yàn)闂Ｊ窍蛳略鲩L的，在進(jìn)入一個(gè)函數(shù)之前，會(huì)先把參數(shù)和下一步要執(zhí)行的指令地址(通過call實(shí)現(xiàn))壓棧，在函數(shù)的入口會(huì)把ebp壓棧，并把esp賦值給ebp，在函數(shù)返回的時(shí)候，將ebp值賦給esp，pop先前棧內(nèi)的上級(jí)函數(shù)棧的基地址給ebp，恢復(fù)原棧基址，然后把調(diào)用函數(shù)之前的壓入棧的指令地址pop出來(通過ret實(shí)現(xiàn))。

棧是由高往低增長的，而數(shù)組的存儲(chǔ)是由低位往高位存的 ，如果越界的話，會(huì)把當(dāng)前函數(shù)的ebp和下一跳的指令地址覆蓋掉，如果覆蓋了當(dāng)前函數(shù)的ebp，那么在恢復(fù)的時(shí)候esp就不能指向正確的地方，從而導(dǎo)致未可知的情況，如果下一跳的地址也被覆蓋掉，那么肯定會(huì)導(dǎo)致crash。

所謂的數(shù)組越界，簡(jiǎn)單地講就是指數(shù)組下標(biāo)變量的取值超過了初始定義時(shí)的大小，導(dǎo)致對(duì)數(shù)組元素的訪問出現(xiàn)在數(shù)組的范圍之外，這類錯(cuò)誤也是C語言程序中最常見的錯(cuò)誤之一。

在C語言中，數(shù)組必須是靜態(tài)的。換而言之，數(shù)組的大小必須在程序運(yùn)行前就確定下來。由于C語言并不具有類似Java等語言中現(xiàn)有的靜態(tài)分析工具的功能，可以對(duì)程序中數(shù)組下標(biāo)取值范圍進(jìn)行嚴(yán)格檢查，一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)組上溢或下溢，都會(huì)因拋出異常而終止程序。也就是說，C語言并不檢驗(yàn)數(shù)組邊界，數(shù)組的兩端都有可能越界，從而使其他變量的數(shù)據(jù)甚至程序代碼被破壞。

因此，數(shù)組下標(biāo)的取值范圍只能預(yù)先推斷一個(gè)值來確定數(shù)組的維數(shù)，而檢驗(yàn)數(shù)組的邊界是程序員的職責(zé)。

一般情況下，數(shù)組的越界錯(cuò)誤主要包括兩種：數(shù)組下標(biāo)取值越界與指向數(shù)組的指針的指向范圍越界。

一、數(shù)組下標(biāo)越界簡(jiǎn)介

1、什么是數(shù)組訪問越界?

在C語言中，我們可以直接通過數(shù)組下標(biāo)來訪問數(shù)組中的元素;

如果一個(gè)數(shù)組定義為有n個(gè)元素，那么，對(duì)這n個(gè)元素(下標(biāo)為0 到 n-1的元素)的訪問都合法，如果對(duì)這n個(gè)元素之外的訪問，就是非法的，稱為越界，例如：

int a[5] = {0}; //等價(jià) int a[5] = {0,0,0,0,0};

a[0] = 1; // ok

a[1] = 2; // ok

a[2] = 3; // ok

a[3] = 4; // ok

a[4] = 5; // ok

a[5] = 6; // 數(shù)組下標(biāo)越界

在上面代碼中，聲明一個(gè)數(shù)組a[5]，該數(shù)組中只能存放5個(gè)元素，下標(biāo)索引值取值范圍0~4，超過這個(gè)范圍就屬于下標(biāo)越界;

2、訪問越界會(huì)出現(xiàn)什么結(jié)果?

首先，它并不會(huì) 造成編譯錯(cuò)誤!就是說，C,C++ 的編譯器并不判斷和指出你的代碼訪問越界了。一個(gè)明明是錯(cuò)誤的東西，就這樣“順利”地通過了編譯;

數(shù)組訪問越界在運(yùn)行時(shí)，它的表現(xiàn)是不定的，有時(shí)似乎什么事也沒有，程序一直運(yùn)行(當(dāng)然，某些錯(cuò)誤結(jié)果已造成);有時(shí)，則是程序一下子崩潰。因此在使用數(shù)組時(shí)，一定要在編程中判斷是否越界以保證程序的正確性。

二、數(shù)組下標(biāo)越界案例

#include

int main()

{

int i, a[10];

for(i = 1; i <= 10; ++i)

a[i] = 0;

return 0;

}

數(shù)組中的下標(biāo)從0開始,那么在上面代碼中只能訪問：a[1]、a[2]、a[3]、a[4]、a[5]、a[6]、a[7]、a[8]、a[9];當(dāng)i自加到10時(shí)，a[10]屬于數(shù)組下標(biāo)越界。

三、防止數(shù)組下標(biāo)越界方法

如果數(shù)組的長度和下標(biāo)訪問值弄錯(cuò)，都會(huì)造成數(shù)組下標(biāo)越界;數(shù)組的下標(biāo)是從0開始的，最大的訪問值是數(shù)組的長度-1;

//如果是整形數(shù)組

int len = sizeof(array)/sizeof(int);

//如果是字符數(shù)組

int len = sizeof(array)/sizeof(char);

//如果是浮點(diǎn)數(shù)數(shù)組

int len = sizeof(array)/sizeof(double);

//如果是浮點(diǎn)數(shù)數(shù)組

int len = sizeof(array)/sizeof(float);

for(int i = 0;i < len ; i++)

{

//.....

}

四、數(shù)組內(nèi)存溢出簡(jiǎn)介

溢出：想象一個(gè)桶，桶的容積是有限的，你裝滿了水以后，如何還要往里面裝，那么水就溢出到地面了。

C語言中的溢出和這個(gè)原理一樣，桶的容積就表示你定義的某一數(shù)據(jù)的內(nèi)存大小，往里面寫入數(shù)據(jù)就表示在裝水。

案例一：一個(gè)計(jì)時(shí)器，最大計(jì) 100s 的時(shí)，你讓他跑了 120 秒，它就溢出了;

案例二：兩個(gè) unsigned char，一個(gè)200，一個(gè)也是200，相加，結(jié)果也就溢出，因?yàn)?unsigned char 最大就 255 ;