本题来源于《C陷阱与缺陷》这本书,从本质上讲解程序死循环的原因,关键在于栈的空间使用方式。
研究程序死循环的原因
题目1:
在VS2019 X86环境下测试:
int main() { int i; int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 }; for (i = 0; i < 12; i++) { printf("xiao tao\n"); arr[i] = 0; } return 0; }
你觉得该代码有什么问题呢?
1.越界访问 2.死循环
第一个问题越界访问非常容易看出来,数组arr只有10个元素,下标从0-9,而循环12次,肯定越界访问了
每次都会打印一个xiao tao,并且把对应的arr[i]置为0。
所以最后答案应该就是打印了12次xiao tao,然后越界访问出现错误,使arr[10]=0,arr[11]=0了
但最后答案却不是这样。
答案变成了死循环了,死循环打印xiao tao
死循环的原因是什么呢?
这里涉及有关栈空间的知识:
1. 内存空间分为栈区,堆区和静态区 栈区一般存放局部变量,函数参数,函数返回值等 堆区是用来分配动态开辟的空间的 静态区是存放全局变量,static修饰的静态变量等
2.局部变量是在栈区存放的
3.栈区的使用习惯: 先使用高地址处的空间 再使用低地址处的空间
4.数组的地址随着下标的增长,地址是由低到高变化的
注意:
该测试是在VS2019 X86环境下进行,其他环境可能不一样,结果也就不一样,不能一概而论。
在变量i与数组之间一定有两个整形空间吗?
答案:不一定。
在VS2019 X86环境下,变量i与数组之间确实空了两个整形变量空间大小。
而在VC6.0环境下,变量i与数组之间没有剩余空间。
在gcc环境下,变量i与数组之间有一个整形空间大小
解决方法
可能有的人会这样想将变量i定义在数组的下面这样就不会发生死循环了
我们从栈空间使用方面来看,这样当然可以避免死循环,但是难道我们以后写数组都要把i写在数组的后面吗?
这样只能解决当前的问题,而不能解决根本。不过现在的编译器大多数会自己修改这个死循环问题,比如将变量的i的地址放在数组的下面,在release版本就是这样进行优化不会死循环。
我们一般可能想不到这样本质原因,但我们可以通过调试来解决这个问题
当让i不断的++,当i等于10时将arr[10]置0,当i等于11时将arr[11]置0,然后我们通过调试监视发现arr[12]与i的值相等,这时我们就要想到为什么会死循环了,arr[12]的地址就等于i的地址,将arr[12]修改成0,就等于将i改为0了。
将arr[12]置0,发现i也变成0了
总结
其实这道题是在特殊环境下才能实现的,但我们还是要注意的是其中的知识点:
1.栈区的使用习惯
先使用高地址的空间
再使用低地址的空间
2.数组随着下标的增长,地址不断增大
题目2:
本题来源于某公司面试题,与题1一模一样,都是会越界访问,发生死循环,本质上都是栈空间使用问题。