C++字符数组越界问题的一个案例分析

深碍√TFBOYSˉ_ 2022-04-17 01:18 213阅读 0赞

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我的学生[yang1067155909][]给我来信，说的是[C++第11周项目3 - CEmployee类继承自CPerson类][C_11_3 - CEmployee_CPerson]中的一个细节：

贺老师：

老师，m\_szDepartment=new char\[strlen(department)+1\];为何需要+1呢？在测试里去掉+1后和这个效果一样啊，不太明白……求指教……  
　　学生，杨腾飞  
  
　　我回答：  
　　 要给'\\0'占个座。是用别人的地盘（越界的部分）保存了自己的信息了吧，不定哪次人家要用，运行结果就不一样了。这恰是最危险的问题。  
  
　　他继续追问：  
　　 可是在定义字符数组时，比如a［4］时，可以输入5个字符，那么这个数组的'\\0'的位置是不是也占用了别人的？  
  
　　我为这个机灵的同学的问题感到激动，读程序，切忌只是读，要会提问题。能自己提出问题，就一定能学好。老师给出解答，接着再提出新问题，自己解答，或再问老师，这就是交流。为着学生提出了好问题，作为老师，我骄傲。我的回答是：

你提的问题不是一般的好，见我新发表的博文谈这个问题。

下面就是我对这个问题的解答。不妨针对问题设计一个程序试一试。程序是：

#include <iostream> using namespace std;int main() {  char a[4]; cin>>a; cout<<a<<endl; return 0; }

亲爱的读者，读这篇文章时，请不要只“读”，打开你熟悉的编程环境，边读边运行。你会发现什么？

输入abcd然后回车，输出是abcd。cout<<a是将字符数组当字符串输出的，显然abcd已经占满了自己的地盘a\[0\]到a\[3\]，能够“如愿”输出，实际上已经侵占了不该占的内存a\[4\]单元。当然，恰好a\[4\]处给脸，就是'\\0'。如果”烫烫烫烫烫烫“不必意外。

再运行，输入abcde。我运行的结果是，在VC++6.0中，输出abcde，并弹出了我们熟悉的内存越界错误提示。在codeBlocks下，输出abcde，什么也没提示。  
　　请读者想想，这是一个多么凶险的Bug。

下面再给出一个程序：

#include <iostream> using namespace std;int main() {  char a[4],b[4]; cin>>a; cin>>b; cout<<a<<endl; cout<<b<<endl; return 0; }

运行的任务交给读者了，观察输入3个字符、4个字符、5个字符的情形，也可以在多个平台上试试，针对结果想想为什么。用单步执行的手段跟踪一下内存中的数据存储，是个强烈建议的办法。

下面是为a和b数组输入3个字符后（分别是abc和hij），利用单步执行看到的结果：

![20130515053025648][]

下面是为a和b数组输入5个字符后（分别是abcef和hijkl），利用单步执行看到的结果：

![20130515052851120][]

从中看出，VC++6.0中，先定义的a数组的地址大于后定义的数组b的地址，本来为a中输入了abcde，侵占了别人的地盘，随后为b输入hijkl，侵占的就是a的地盘，b\[4\]即a\[0\]为l，b\[5\]即a\[1\]，存储的是'\\0'！

下图是在codeBlocks下，用同样的输入调试截出的结果，结果一样：

![20130515053717294][]

接下来，再给一个程序，其实就是将输入a和b的顺序换了一下：

#include <iostream> using namespace std;int main() {  char a[4],b[4]; cin>>b; cin>>a; cout<<a<<endl; cout<<b<<endl; return 0; }

运行结果会是怎样？读者你自己说吧。不要忘了，用调试工具这个法宝解除你的疑惑。

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[20130515053025648]: /images/20220417/877b41eafe914459ac8a3e7eb26248c9.png
[20130515052851120]: /images/20220417/f27ae56187124df7a3261ae2dd80681d.png
[20130515053717294]: /images/20220417/6a5ffc89451c4b40a3424b793696c03a.png
[SouthEast]: /images/20220417/ec0fe3418f96435d87a2dcbec64fa8d9.png