为什么在 C 中在一个字节中分配一个大数？答案

【问题标题】：Why does assigning a large number in one byte work in C?为什么在 C 中在一个字节中分配一个大数？
【发布时间】：2010-11-13 00:07:11
【问题描述】：

int *ptr = malloc(sizeof(char));

*ptr = 100000;

printf("%d\n", *ptr); // 100000

不应该只为char分配足够的内存，即1字节吗？所以最大的数不应该是255吗？

它仍然如何打印100000？

感谢您的回答。如果它覆盖了下一个字节，那么 C 怎么知道这个数字大于一个字节，而不是只看第一个字节？

【问题讨论】：

简短的回答：因为 C 甚至不能拼写“内存安全”。
@R.. 我希望这是你一天的亮点。
关于您更新的问题，这在很大程度上没有意义，因为一旦您编写了无效的代码（即调用未定义的行为），任何事情都可能发生。您的实现中发生的情况是内存是字节大小的插槽的平面序列，并且由于您通过int 指针访问内存，因此指向的字节和随后的 3 个字节将作为int 访问。抱歉，如果我有点不耐烦，但每周我们都会看到 20 多个“为什么这有效？”关于具有未定义行为的代码的问题。
@R.. 当然，您必须了解每个人都必须从某个地方开始。 IMO 在 Stack Overflow 上不允许那些对善意的问题投反对票的人，仅仅是因为他们认为这很愚蠢。
请务必注意，您分配的号码的值无关紧要。如果你写了*ptr = 1;，你也会遇到同样的问题——因为1仍然是int类型，并且仍然占据sizeof (int)字节。

标签： c

【解决方案1】：

因为 C 没有内存范围检查。它分配一个字节，然后您通过指针的分配覆盖它和接下来的三个字节。如果您在第一个 malloc 之后但在分配之前分配了另一块内存，您可能已经覆盖了堆的一部分（取决于您的 malloc 的工作方式）。

这就是为什么指针在 C 中非常危险的原因。

格式语句中的 %d（加上变量的类型）告诉编译器您正在查看一个 int，并访问所有四个字节。

请注意，如果您确实已将值分配给 char，例如字符 *ptr; *ptr = 100000;

然后使用一些编译器（并假设普通字符被视为带符号但默认）它会打印出 -96，而不是 255（或 127）。这是因为编译器不会自动将值限制为可以适合的最大值（有符号字符中为 127，无符号字符中为 255），而是溢出。大多数编译器会抱怨你试图分配一个溢出变量的常量值。

它是 -96 的原因是 100000 % 256 是 160，但作为有符号字符输出为 -(256-160)。

【讨论】：

@alex：实际上最后的信息是错误的；它是实现定义的，当您将一个不可表示的值分配给有符号类型时会发生什么，并且它是实现定义的纯 char 是有符号还是无符号。如果使用了unsigned char，则行为将被明确定义。

【解决方案2】：

简短的回答：您通过写入不属于您的内存来调用未定义的行为，因此您永远不知道会得到什么。它可能只是工作，它可能会崩溃，或者它可能会做任何其他事情。在这种情况下，您将int 放在ptr 引用的位置，它将int 的第一个字节写入1 字节分配的区域，并粉碎接下来三个字节中的任何内容。

当您使用%d 格式说明符读回值时，printf 从内存中读取sizeof(int) 字节以将它们打印为int。如果您只想输出一个字节的值，您需要执行以下操作：

printf("%d\n", *(char*)ptr);

也就是说，告诉编译器ptr 引用char，然后获取char 值，该值在参数列表中提升为int，随后由%d 说明符正确输出.

【讨论】：

【解决方案3】：

这是 3 字节溢出。像这样从stackoverflow徽标溢出，但在堆上而不是堆栈上。

【讨论】：

【解决方案4】：

最简单的答案是：不能保证有效。

基本上，您正在破坏指针周围的内存。

【讨论】：

【解决方案5】：

回答您更新的问题； C“看到” *ptr 即 ptr 的内容，其中 ptr 指向一个整数。所以它从那个ptr读取一个整数。它已经忘记了你只分配了一个字符。这两个部分（分配和访问）没有被您在代码中表达的任何东西联系起来。

【讨论】：

【解决方案6】：

通常，malloc 将分配比单个字节更大的内存粒度，因此您对单个字节的请求将保留一个四舍五入到最接近的 8 个字节或其他内容的内存空间。然后你写信到这个空间，愉快地过去你保留的东西。然后你取消引用指针，带回一个int，然后把它交给printf，它很高兴地把它打印出来。

正如其他人所说，依赖这种行为是一个坏主意。准确分配你需要的东西，不要超出你的缓冲区。

【讨论】：