C语言程序奇怪而有趣的输出

Question

我用C语言编写了以下代码：

 #include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>

 #define LEN 100 

 int main(void) 
 {
    int arr[LEN];
    int i;

    for (i = 0; i < LEN; i++)
       printf("%d ", arr[LEN]);

    getchar();
    return 0;
 }

首先，注意我有意访问不属于数组的内存（最后一个单元格将在索引LEN-1中，但我正在访问arr[LEN]而不是arr[i]）。

奇怪的结果是当我运行程序时，它打印出0到...LEN-1之间的所有数字。 例如，当LEN定义为100时，输出如下：

0 1 2 ..... 99

请运行该程序。你也遇到了这个问题吗？我认为这是与平台相关的行为。（如果相关的话，我在Windows 7上运行了此代码。）

为什么arr[LEN]的值会改变？

- Programmer

---

未定义行为就是未定义行为。在这种特定情况下，看起来您已禁用优化，并且'i'恰好位于'arr'结束后的下一个地址，但一般来说可能会发生任何事情（恶魔，鼻子等），这并不令人惊讶。 - Paul R

首先初始化数组，其次arr[LEN]是未定义的行为，应该是arr[i]。 - Grijesh Chauhan

@PaulR 哦，现在我明白了。谢谢，那显然就是答案。 - Programmer

我的猜测是你在数组之后直接定义了 i。因此，&arr[LEN]（即 arr[100]）可能恰好是 i 的地址。 - Arnaud Denoyelle

@JeremyWest 我认为人们假设 arr[LEN] 是一个错误，应该是 arr[i]，然后被 downvote，并说“这不是奇怪的特定于平台的行为，你写错了代码”。我已经编辑了问题，以明确这是故意的。 - Kate Gregory

Answer 1

栈是保存局部变量的地方。您的编译器在数组后面的内存位置（基本上是arr [LEN]）中使用来保存i。因此，在每次迭代中，您会意外地打印出i。不同的编译器可能会将i保留在其他位置，您就看不到相同的问题。

- Kate Gregory

Answer 2

为了对其他回答进行详细说明，请考虑以下内容：

代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define LEN 100 

int main(void) 
{
    int i;
    int arr[LEN];

    printf("&arr[LEN]: %p\n", &arr[LEN]);
    printf("&i:        %p\n", &i);

    return 0;
}

输出

&arr[LEN]: 0x7fff5cf90a74  
&i:        0x7fff5cf90a74

在我的机器上，如果在arr之前声明了i，则i和arr[LEN]具有相同的地址。

在您的机器上运行以下命令

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define LEN 100 

int main(void) 
{
    int arr[LEN];
    int i;

    printf("&arr[LEN]: %p\n", &arr[LEN]);
    printf("&i:        %p\n", &i);

    return 0;
}

您应该看到非常类似的东西（当然地址会不同），就像我所看到的一样。

- Fiddling Bits

---

谢谢，那显然就是答案。 - Programmer

回复：“你应该会看到非常相似的东西”--请注意，您需要禁用所有优化才有可能看到类似的结果，即使这样也并不保证。 - Paul R

@PaulR 他已经配置好了类似的东西，因此才会有这个问题。 - Fiddling Bits

@FiddlingBits：我更多地考虑到这篇答案的未来读者，他们可能会得到非常不同的结果。 - Paul R

@PaulR 您说得完全正确。我应该记住这一点。 - Fiddling Bits