c++没有编译器警告的指针段错误，在先前分配时有效

Question

我很难理解指针以及它们如何/何时失败。所以我制作了一个小程序，它创建一个指针，为其分配一个值，然后打印该值。使用 gcc 和 clang 都可以正常编译，并且在使用 -Wall 开关时不会发出任何警告。为什么它会出现段错误，为什么当我首先为指针分配不同的值时不会出现段错误？我以为我已经初始化了指向某个地方的指针。当我只是声明指针而不进行初始化时，我理所当然地收到编译器警告。但是，在这里我没有收到编译器警告，但它仍然存在段错误。

#include<iostream>

int main(){
  int *b = (int*)  12;  //pointer gets initialized, so it points to somewhere
  //int a = 13;   //works fine when uncommenting this and the next line
  //b = &a;
  *b = 11;
  std::cout << "*b = " << *b << "\n";
    return 0;
}

Answer 1

指针是保存内存地址的变量。
您“可以”在指针中包含任何内存地址，但是尝试从允许应用程序读取的内存空间之外读取数据，将触发操作系统以段错误错误杀死您的应用程序。

如果允许我打个比喻的话：

您可以在纸上写下您所在国家/地区任何人的地址。但如果你未经许可试图进入那所房子，你很可能会被警察拦住。

回到代码：

int *b = (int*) 123; // ok, you can save what you want.
std::cout << *b << std::endl; // SEGFAULT: you are not allowed to read at 123.

当您取消注释这两行代码时：

int a = 13;
b = &a;

基本上，b不再指向那个禁止的123地址，而是指向的地址一个。 a 在您自己的代码中，并且它的内存不被禁止，因此在此之后访问 *b 是允许的。

C++ 并不禁止读取任何硬编码地址（事实上，它在某些情况下很有用），但您的操作系统可能不允许您弄乱该内存。

另一方面，编译器能够检测到未经初始化而使用的变量，并可以警告这种情况。这与原始指针无关。

Answer 2

指针是存储地址的变量。

int *b = (int*)  12;

这将 b 声明为指向 int 类型值的指针，并使用地址 12 对其进行初始化。你知道12地址上有什么吗？不，你不知道。因此，您不应该使用该地址。

*b = 11;

这将整数 11 存储在指针 b 指向的地址处。然而，由于指针 b 指向地址 12，整数 11 会覆盖该地址处的某些内容（我们甚至不知道它覆盖了什么） ，因为我们不知道从哪里开始）。这可能会损坏堆或堆栈或程序代码，或者只是导致访问冲突，任何事情都可能发生。

但如果您首先这样做：

b = &a;

那么指针b现在就指向存储变量a的地址。因此，随后在该地址写入 11 只会覆盖 a 的值（从 13 到 11），这是一个完全有效的操作，没有问题。

我只需要它指向某个可以容纳int的位置

确实如此，但这还不够。该位置不仅能够保存 int，而且该位置还必须可供您的程序存储这样的 int。这意味着该位置必须是现有对象的位置（例如，int 类型的现有变量的位置）或能够保存 int 的新分配的内存块的位置。例如：

b = new int;

这将动态分配存储int所需的内存，并将新分配的内存的地址分配给指针b。

请记住，在使用完此类动态分配的内存后，应该释放它：

delete b;

否则，将会出现内存泄漏（至少在整个进程退出之前）。

如今，在现代 C++ 中，很少需要使用原始指针来手动管理动态内存分配/释放。为此，您可以使用标准容器和/或智能指针。