指针初始化导致分段错误

Question

我编写了一个C程序，内容如下：

情况1

int *a; /* pointer variable declaration */

int b; /* actual variable declaration */

*a=11;

a=&b;/* store address of b in pointer variable*/

运行程序时出现了分段错误。

我按照以下方式更改了代码：

案例2

int *a; /* pointer variable declaration */

int b; /* actual variable declaration */

a=&b;/* store address of b in pointer variable*/

*a=11;

现在它正常工作。

如果有人知道，请解释为什么在CASE 1中会导致分段错误。

- EnterKEY

Answer 1

CASE .1

int *a; /* pointer variable declaration */

int b; /* actual variable declaration */

*a=11;//Not valid means you are not owner of the address where a now pointing it is unknown and accessing this will segfault/

a=&b;/* store address of b in pointer variable*/

由于您正在使用的地址不是有效地址，并且您正在存储非法值11，因此会发生分段错误。

                               b
      +-------+            +--------+
      |       +            |   11   |
      |Unknown|            |        |
      +---+---+            +---+----+
          |                    |
          |                    |
          +                    +
          a                    a
CASE .2

int *a; /* pointer variable declaration */

int b; /* actual variable declaration */

a=&b;/* store address of b in pointer variable*/

*a=11;

现在它工作正常，因为b的地址是有效的，你在那里存储了11是合法的。

此外，上述情况并不是指针声明的正确方式。

  int *a  = NUll;
  a = malloc(sizeof(int));
  *a=5;
  free(a);//must

或者

 int *a  = NUll;
 int b;
 a = &b;
 *a=5;

这将消除许多次令人难以发现的分割错误。

- pradipta

Answer 2

int *a; // a pointer variable that can hold a memory address of a integer value.

在情况1中，

  *a = 10; // here you have asigned 10 to unknown memory address;

由于给一个未定义的内存地址赋值，导致显示分段错误。 未定义行为。

在情况2中，

a=&b; // assigning a proper memory address to a.
*a=11;// assigning value to that address

考虑这个例子：

#include<stdio.h>
int main()
{
   int *a,b=10;
   printf("\n%d",b);
   a=&b;
   *a=100;
   printf("-->%d",b);
}

Output: 10-->100

这是它的工作原理：

         b        // name
     ----------
     +   10   +   // value
     ---------- 
        4000      // address 

假设b的内存位置为4000。

a=&b => a=4000;
*a=100 => *(4000)=100 => valueat(4000) => 100

操作后，它看起来像这样。

         b        // name
     ----------
     +  100   +   // value
     ---------- 
        4000      // address 

- Amarnath Krishnan

Answer 3

一行: 在第一段代码中，您正在取消引用未初始化的指针，这会展示未定义的行为。在第二段代码中，您正在取消引用已初始化的指针，这将使您能够访问地址处的值。

有些解释：

首先，您需要意识到指针只是一个整数，而使用*var时，我们告诉编译器，我们将使用变量var（其中的整数）的内容作为地址来获取该地址中的值。如果有**var，同样地，我们告诉编译器，我们将首先使用存储在变量var中的值来获取地址上的值，然后再使用此获取的值作为地址，并获取存储在其中的值。

因此，在您的第一个声明中，它是：

           +----------+        +----------+
           |  garbage |        |  garbage |
           +----------+        +----------+
           |    a     |        |    b     |
           +----------+        +----------+
           |  addr1   |        |  addr2   |
           +----------+        +----------+

然后，您尝试使用存储在a中的值作为地址。 a包含垃圾值，可以是任何值，但您无法访问任何地址位置。因此，当您执行*a时，它将使用a中存储的值作为地址。由于存储的值可以是任何值，因此任何事情都可能发生。

如果您有访问该位置的权限，则代码将继续执行而不会出现分段错误。如果地址恰好是堆结构或其他内存区域的地址，您的代码从堆栈中分配了该地址，则当您执行*a = 10时，它将简单地用10擦除该位置中的现有值。这可能会导致未定义的行为，因为现在您已经在没有实际授权的上下文中更改了某些内容。如果您没有对内存的访问权限，则只会收到分段错误。这称为未初始化指针的取消引用。

接下来的语句a = &b只是将b的地址分配给a。这并没有帮助，因为前一行已经取消引用了一个未初始化的指针。

在第三个语句后，下一个代码会有类似这样的内容：

           +----------+        +----------+
           |  addr2   |---+    |  garbage |
           +----------+   |    +----------+
           |    a     |   +--> |    b     |
           +----------+        +----------+
           |  addr1   |        |  addr2   |
           +----------+        +----------+

第三个语句将b的地址赋给了a。在此之前，a没有被解引用，因此在初始化之前存储在a中的垃圾值从未被用作地址。现在，当您将您所知道的有效地址分配给a时，现在解引用a将使您访问由a指向的值。

扩展答案，您需要注意的是，即使您已将有效地址分配给指针，在解引用指针时，必须确保指针指向的地址的生命周期尚未过期。例如返回本地变量。

int foo (void)
{
  int a = 50;
  return &a;  //Address is valid
}//After this `a' is destroyed (lifetime finishes), accessing this address
 //results in undefined behaviour

int main (void)
{
  int *v = foo ();
  *v = 50; //Incorrect, contents of `v' has expired lifetime.
  return 0;
}

在访问堆中已释放的内存位置时同样如此。

int main (void)
{
  char *a = malloc (1);
  *a = 'A'; //Works fine, because we have allocated memory
  free (a); //Freeing allocated memory
  *a = 'B'; //Undefined behaviour, we have already freed 
            //memory, it's not for us now.
  return 0;
}

- phoxis

Answer 4

int a 存储一个随机整数值。因此，通过 *a 说可能会访问超出边界或无效的内存位置。因此，这是一个段错误。

- Arvind Haran

Answer 5

在第一个情况下，您声明了一个指针，但没有分配它指向的地址，因此指针将包含属于系统中另一个进程的地址（或者它将包含一个不是地址的垃圾值，或者它将包含一个无法成为内存地址的空值），因此操作系统会发送一个信号以防止无效的内存操作，从而导致段错误发生。

在第二种情况下，您将要更新的变量的地址分配给指针，并存储该值，这是正确的方法，因此没有出现段错误。

- Santhosh Pai