在 C++/内存分配中观察到未定义的行为答案

【问题标题】：Undefined behaviour observed in C++/memory allocation在 C++/内存分配中观察到未定义的行为
【发布时间】：2016-10-25 07:05:00
【问题描述】：

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    int a=50;
    int b=50;
    int *ptr = &b;
    ptr++;
    *ptr = 40;
    cout<<"a= "<<a<<" b= "<<b<<endl;
    cout<<"address a "<<&a<<" address b= "<<&b<<endl;
    return 0;
}

上面的代码打印：

a= 50 b= 50
address a 0x7ffdd7b1b710 address b= 0x7ffdd7b1b714

而当我从上面的代码中删除以下行时

cout<<"address a "<<&a<<" address b= "<<&b<<endl;

我得到的输出为

a= 40 b= 50

我的理解是堆栈向下增长，所以第二个答案似乎是正确的。我不明白为什么 print 语句会弄乱内存布局。

编辑：

我忘了说，我使用的是 64 位 x86 机器，操作系统为 ubuntu 14.04 和 gcc 版本 4.8.4

【问题讨论】：

这只是未定义的行为。
在 VS2005 中不是这样。我在有和没有cout<<"address a " << .. 行的情况下运行上面的代码，结果在两种情况下都是 a=50, b=50。

标签： c++ memory undefined-behavior

【解决方案1】：

首先，这都是未定义的行为。 C++ 标准规定，只有在数组边界（后面加上一个元素）中，您才能增加指针，标准布局类还有一些例外，但仅此而已。所以，一般来说，用指针窥探是未知的领域。

来到您的实际代码：由于您从不询问其地址，因此编译器可能只是将a 留在寄存器中，甚至直接将其作为常量传播到整个代码中。出于这个原因，a 从不接触堆栈，并且您不能使用指针破坏它。

无论如何请注意，编译器不限于按声明的顺序在堆栈上推送/弹出变量 - 它们会以它们看起来合适的任何顺序重新排序，实际上它们甚至可以在堆栈框架中移动（或替换）在整个函数中 - 函数中看似很小的变化可能会使编译器完全改变堆栈布局。因此，即使像您那样比较地址也没有说明堆栈增长的方向。

【讨论】：

此外，即使在&a 版本中，编译器也可以在第一行cout 中内联50。
@melpomene：是的，也许他正在使用不是很激进的优化设置进行编译。
我没有使用任何优化标志并同意这不是找到堆栈增长方向的方法。你们说的是有道理的，但它不应该像 b 在内存布局中堆叠在 a 之下 - 至少帽子是我们被教导的吗？我试图利用内存在程序/堆栈中的布局方式，而不是像数组和类那样完全受边界限制。我不能这样利用它吗？

【解决方案2】：

UB - 你获取了一个指向b 的指针，你移动了那个指针ptr++，这意味着你指向了一些未知的、未分配的内存，你试图在那个内存区域上写，这将导致未定义的行为。

在 VS 2008 上，逐步调试它会为您抛出这个非常不言自明的消息::

【讨论】：

我正在使用 gdb，它不会抛出任何错误，我也一步一步去那里，但没有出现这种情况。
你试过使用 Valgrind 吗？我认为这会有所帮助，但不确定。抛出的味精在这里并不重要。重要的是您正在尝试访问未分配给您的内存。