C++字符数组越界问题的一个案例分析

2013-05-15 05:43  426人阅读  评论(3)  收藏  举报

　　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：

　　

　　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：

　　

　　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：

　　

　　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。