C语言 为什么有这么多结构

Question

我是初学者，我不明白为什么这段代码不会崩溃。当我使用 malloc（1） 分配平面时，怎么会有这么多平面[i]？

int main()
{
    typedef struct Flight2{
        int altitude;
        int longitude;
        int latitude;
    }Flight;
    Flight *planes;
    planes = (Flight*)malloc(1);
    if (planes == NULL) {
     printf("Error in allocating the data array.n");
    }
    printf("%d.n",sizeof(Flight));
    planes[0].altitude = 1000;
    planes[100].altitude = 1200;
    printf("0: %dn",planes[0].altitude);
    free((void*)planes);
    printf("100: %d",planes[100].altitude);
    return 0;
}

Answer 1

首先，您在访问planes数组的第一个位置具有未定义的行为。从那一刻起，任何事情都可能发生。但是，以下是对您的案例中实际发生的事情的解释。我在这里所说的永远不应该被依赖，然而，了解幕后发生的事情是有益的。

您的结构大小为 12 字节（至少在我的系统上）。因此，100 个Flight对象需要 1200 字节的内存。这很重要，因为系统根据内存页来管理进程的内存，而内存页在 X86 硬件上有 4096 字节。所以，发生的事情是这样的：

1. 您从 malloc() 请求一个字节。

2. malloc()实现还没有内存输出，所以它要求系统内核提供内存。

3. 系统内核至少为malloc()实现提供一整页。

4. malloc()实现将一些私有数据写入内存页，以便能够将其分成许多小块返回给您。

5. malloc() 实现返回该页中的指针。这很可能指向比它存储自己的私人数据更高的地址。但这取决于malloc()实现。

6. 从此指针写入偏移量 0 到 3 和 1188-1191 的内存。

   这不会失败，因为它仍在内存页中，因此硬件和系统内核认为此访问是可以的。（仅）malloc()的定义与您正在做的事情相冲突。

7. 由于您没有破坏malloc()实现的任何重要私人数据，因此free()调用没有意识到发生了可疑的事情，并且您的程序正常终止。

请注意，程序的明显成功行为取决于其中只有一个分配的事实。如果在第一个调用之后插入第二个malloc()调用，则可能会崩溃，因为可能会覆盖malloc()实现专用的数据。这可能会导致free()中止程序并显示错误消息，导致其他malloc()调用的错误行为，以任何方式使程序崩溃或执行任何其他操作。如果在第一个调用前面插入第二个malloc()调用，则可能会导致分配发生在内存页的末尾，这可能会给您带来段错误。但是，一旦你进入不确定行为的土地，没有什么是确定的。

顺便说一句：如果你用valgrind运行你的程序，它会准确地告诉你哪里出了问题以及如何出错。这确实是一个很棒的工具，您应该熟悉它。