C语言 2D 数组中间的越界内存地址

首先，对不起标题。我真的不太确定如何措辞。

在 C 中，我有一个 2D 字符串数组，声明和分配如下：

char ** args = malloc(50*(num_args+1));
for (int i = 0; i < num_args+1; i++){
    args[i] = malloc(50);

我正在一种"基本的外壳"类型的程序中使用它，模仿 bash 的一些功能，因此num_args变量。

在多台机器上编译和运行，args[4] 的地址总是越界的。以下是相关的 gdb 输出：

(gdb) print args[0]
$2 = 0x609140 "gcc"
(gdb) print args[1]
$3 = 0x609180 ""
(gdb) print args[2]
$4 = 0x6091c0 ""
(gdb) print args[3]
$5 = 0x609200 ""
(gdb) print args[4]
$6 = 0x636367 <Address 0x636367 out of bounds>
(gdb) print args[5]
$7 = 0x609280 ""

如您所见，args[4] 之前和之后的地址是有效的。这一个地址怎么可能越界？

使用此代码的整个函数如下所示：

void parse(const char * command){
    // first parse built-ins (ie, not a call to the OS)
    if (strcmp(command, "history") == 0){
        show_history();
        return;
    }
    if (strcmp(command, "exit") == 0){
        exit(0);
    }
    hist_add(command);
    // copy 'command' into arg_string, while ignoring any possible comments
    char * arg_str;
    int num_args = 1;
    arg_str = malloc(strlen(command));
    for (int i = 0; i < strlen(command); i++){
        if (command[i] == '#' || command[i] == 'n') break;
        if (command[i] == ' ') num_args++;
        arg_str[i] = command[i];
    }
    // split arg_str into a string array where each string is an argument
    // to the command
    char ** args = malloc(num_args+1);
    for (int i = 0; i < num_args+1; i++){
        args[i] = malloc(50);
    }
    int tokens = 0;
    const char token = ' ';
    char * next = strtok(arg_str, &token);
    while (next != NULL){
        strcpy(args[tokens++], next);
        next = strtok(NULL, &token);
        if (next == NULL)
            args[tokens] = (char *)NULL;
    }
    exec_command(args);
}

您的问题的答案在于它不是 2D 数组。相反，args包含一个指向 1D 指针数组的第一个元素的指针，并且每个元素本身都可以指向 1D 数组char的一个元素（这通常称为"参差不齐的数组"，因为这些 1D 数组可以具有不同的长度）。

因此，即使args[3]和args[5]不是，一个地址args[4]也可以越界的原因是，args[3]、args[4]和args[5]三个指针是完全独立的值。

args[4]很可能被

不正确的值覆盖，因为它实际上位于您分配的区域之外 - 您没有为 args 指向的数组分配足够的空间。您的malloc()调用请求num_args + 1字节，但您希望有足够的空间来容纳num_args + 1指针，每个指针占用多个字节。我建议将malloc()电话改为：

char ** args = calloc(num_args + 1, sizeof args[0]);

（当然，与其使用calloc()，不如将num_args + 1乘以sizeof args[0]自己并调用malloc()，但是如果您这样做，则需要检查以确保乘法不会溢出SIZE_MAX。 calloc()应该为您处理）。

malloc()参数是要分配的字节数。我猜num_args不足以容纳 char * 类型的所有指针，50 考虑到您的字符串长度也是不够的。我还没有详细查看您的完整代码，但您可能需要malloc(sizeof(char *) * num_args)将所有指针分配给参数字符串。然后使用 malloc(sizeof(char) * len) 遍历并为每个字符串（如果它们正在复制）分配足够的空间，其中 len 是您需要存储的字符串的最大长度。

您可能在以下行中存在内存分配错误和性能错误：

arg_str = malloc(strlen(command));
for (int i = 0; i < strlen(command); i++){

通常有一个函数strdup()可用于复制字符串。当它不可用时，您可以使用：

char *arg_str = malloc(strlen(command) + 1);

也为终端空''留出足够的空间。

性能错误是，如果字符串很长，则在循环的每次迭代中评估strlen()的成本很高。计算一次长度并重复使用它 - 除非字符串的长度在每次迭代中都有所不同。

终止字符串不是 null;这样做至关重要。

int len = strlen(command);
int i;  // Must be in scope after the loop ends
for (i = 0; i < len; i++){
    if (command[i] == '#' || command[i] == 'n') break;
    if (command[i] == ' ') num_args++;
    arg_str[i] = command[i];
}
// i is out of scope if you use for (int i = 0;...
arg_str[i] = '';

缺少空终止可能解释了您的其他问题。如有疑问，请随时打印内容，但要小心，不要以字符串 null 结尾。

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