【C语言数组下标越界】数组下标越界引发的死循环

首先来判断以下代码的执行结果

#include <stdio.h>
int main() {int i = 0;int arr[10] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };for (i = 0; i <= 12; i++) {arr[i] = 0;printf("hehe\n");}return 0;
}

在VS2019编译环境下，这串代码的执行结果是死循环地向控制台输出hehe。相信大家会有三个疑问：

1. 下标越界为什么不报错？
2. 每次循环执行完都会i++，迟早会不符合循环条件，为什么会死循环？
3. 这跟编译环境有什么联系？

接下来我来带着大家一起来探究其中的奥秘。

前置知识

局部变量在栈中存储，栈内存的使用习惯是先使用高地址，再使用低地址

随着数组下标的增涨，数组元素的内存地址会越来越大

#include <stdio.h>
int main() {int i = 0;int arr[10] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };for (i = 0; i <= 12; i++) {arr[i] = 0;printf("hehe\n");}return 0;
}

分析这段代码，for循环的执行过程当中会给数组的每一个元素赋值，当循环执行到数组最后一个元素的下一个元素时，发生了下标越界的现象，内存中也确确实实存在着这样一块儿空间，但是这块儿空间并不属于数组本身。

栈内存的使用习惯是先使用高地址后使用低地址，意思就是随着内存空间的开辟，内存地址会越来越小。请看图：

图中一个小长方形代表一个字节。在这段代码当中，先定义了 int 类型变量 i，这会在栈区中为其开辟4个字节的内存空间。又定义了 int 类型数组arr，整个数组的内存空间将会在 i 变量所在内存空间的上方。所以通过数组下标的不断增涨，内存地址会不断增大，是有可能访问到 i 变量所在的内存空间的，在 vs2019 编译环境中，会给每个变量之间留8个字节的空隙，所以循环执行到 arr[10] 的时候，访问到了间隙1 的内存空间，当循环执行到arr[11]的时候访问到了间隙2 的内存空间。而当循环执行到arr[12] 时，访问的正是 i 变量所对应的内存空间，此时对arr[12]进行赋值就相当于对 i 进行赋值。当 i = 12 时，就会将 i 重新打回 0 。所以始终不会满足i > 12，也就是说循环条件始终成立，这就造成了死循环的结果。

现在来回答最开始提到的三个问题：

1. 下标越界为什么不报错？
因为程序一直在执行，发生了死循环，报错信息根本没机会看到。

2. 每次循环执行完都会i++，迟早会不符合循环条件，为什么会死循环？
当访问 arr[12] 时其实访问的是 i 变量，每当 i = 12 时都会给 i 重新赋值为 0，所以循环条件一直满足，循环会一直执行下去。

3. 这跟编译环境有什么联系？
编译环境不同，变量与变量之间的空档空间大小不同，VS2019是8个字节，其他的可能是2个字节、1个字节甚至没有空档空间。所以不同编译环境下，这段代码的执行结果可能不同。

综上可以了解到，任何一段不符合规定的代码都有可能导致未知的结果，例如数组下标越界访问、野指针等。平时编写代码时候尽量编写符合规定的代码，规避潜在问题。

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