栈和堆的区别

Question

请告诉我关于下面代码的堆栈和堆之间的区别

int main()
{
    int arr[3];
    int *a;

    arr [5] = 6; // out of bound but it will not give error.
    arr [3000] = 8 ; //SIGSEGV 

    a = malloc (sizeof (int));
    a[4] = 6; 
    a[4000] = 8; //No error
}

我知道 arr 是一个静态数组，当我执行 arr[3000] 时，我正在访问其他进程的地址，这会给出 SIGSEGV 错误。但我不明白为什么 a[4000] 不会给我任何运行时错误，即 SIGSEGV 信号。

谢谢

Answer 1

不能保证这些调用中的任何一个实际上都会写入无法访问的内存（这会触发段错误）。程序很可能有权写入该内存并且不会触发段错误，但会覆盖与数组无关的其他一些内部数据。这当然可能会导致程序其他地方出现意想不到的效果。

一般来说，这称为未定义行为。没有承诺当你写出数组的边界时会发生什么，任何事情都可能发生也可能不会发生。

Answer 2

引用数组边界之外的项是未定义的行为，这意味着任何事情都可能发生（例外、无例外或其他）。 arr[5] 赋值没有导致错误的原因可能是因为该值仍在有效的堆栈空间内（但它可能会导致稍后在运行时间较长的应用程序中出现错误）。对已分配数组的无效分配可能会导致写入属于该进程的内存中的页面，因此不会导致错误。但每次运行情况可能会有所不同。即使该地址属于进程地址空间之外的页面，它也取决于操作系统实际发生的情况。

Answer 3

堆是您 malloc() 内存块的内存。

a[4000] = 8;没有失败，因为幸运的是它没有落入其他进程的内存地址。这只是一个偶然

Answer 4

您突出显示的所有情况都代表“未定义的行为”。

在某些情况下，这是一个空操作，而在其他情况下，这是一个分段错误。

“未定义行为”的特别糟糕之处在于，它可能会按预期工作一段时间，但随后突然开始产生“不良副作用”（即分段错误）。这使得在生产中调试和重现这些条件变得非常困难。

Answer 5

int main()
{
    int arr[3];
    int *a;

    arr [5] = 6; // out of bound but it will not give error.
// J: False - it is undefined. expect raptors, or something.

    arr [3000] = 8 ; //SEGSEV
// J: Now you see the effects of undefined behavior, even though you did not in a previous invalid access.

    a = malloc (sizeof (int));
    a[4] = 6; // J: Still undefined behavior
    a[4000] = 8; //No error
// J: Still undefined behavior
}

但我不明白为什么 a[4000] 不会给我任何运行时错误，即。 segsev 信号。

它将在另一个平台或架构上。这其实并不重要——你必须始终避免 UB。

无论如何，区别在于系统分配器的实现（假设编译器没有将 malloc 的结果放在堆栈上）。

你的分配器如何管理和分配内存是一个你不应该依赖的实现细节，特别是当你扔掉 UB 时。

分配器可以从更大的物理分配中出售内存块。此底层实现因平台而异。

Answer 6

缓冲区溢出是未定义的行为。如果缓冲区溢出在堆栈上，则周一可能会崩溃；如果在堆上，则周二可能会崩溃。它们只是未定义的行为。

这是 C 段落，表示这是未定义的行为：

(C99, 6.5.6p8) “如果结果指向数组对象的最后一个元素，则它
不得用作所求值的一元 * 运算符的操作数。”

当然 [] 是一个伪装的一元 * 运算符：

(6.5.2.1p2) “下标运算符[]的定义是E1[E2]等同于(*((E1)+(E2)))。”