C 链表大小不受malloc限制

Question

我用下面的代码创建了一个链表。如您所见，我使用 malloc 创建了一个大小为 3 的列表。但是我在大小为 10 的情况下运行了 for 循环来初始化和打印。

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

struct node {
        int value;
        struct node *next;
};

int main() {
        //code
        struct node **head;
        struct node *curr;
        curr = (struct node *) malloc(sizeof(struct node)*3);
        head = &curr;
        printf("done 1\n");
        (*head)->value = 0;
        (*head)->next = NULL;
        for(int i = 1; i < 10; i++) {
                (*head+i-1)->next = (*head+i);
                (*head+i)->value = i;
                (*head+i)->next = NULL;
        }
        curr = *head;
        printf("done 2\n");
        for(int i = 0; i < 10; i++) {
                printf("%d\t", (*head + i)->value);
                //curr = curr->next;
        }
        printf("\ndone 3\n");
        //free(curr);
        return 0;
}

当我编译并运行代码时，得到的结果是，

done 1
done 2
0   1   2   3   154208560   842282289   876087600   154744882   808859448   875837236
done 3

当我实际创建一个大小为 3 的列表时，为什么我能够为第 4 个节点赋值并访问它？

我看到从第 5 到第 10 个节点访问打印了垃圾值。但是第 4 个节点是如何创建的？

附言:

我知道 10!=3。当我将循环置于其极限时，代码运行正常。我想看看当我们越界时会发生什么。我看到还创建了第 4 个节点，因为我在实际创建大小为 3 的列表时能够分配值。

这纯粹是为了看看我是否会遇到段错误。

Answer 1

您正在调用 undefined behavior .当您这样做时，程序可能会崩溃，它可能看起来工作正常，或者它可能以看似随机的方式运行。

C 不会对数组或分配的内存执行任何类型的边界检查。这是让它变快的原因之一。这也意味着它会让你做你不应该做的事情。它相信程序员会“做正确的事”。

在您的特定机器上，您会在第三个元素之后看到随机数据。当我在我的机器上运行相同的代码时，我碰巧得到了预期的输出，就好像分配了足够的内存一样。此外，如果我取消注释对 free 的调用，程序就会崩溃。这是未定义的行为。

试图理解未定义的行为通常是徒劳的。这完全取决于编译器的实现细节和它运行的机器。在这种情况下，被写入的内存可能是堆中正确分配的内存之后未分配的内存。根据 malloc 的实现方式，该部分内存可能包含 malloc 和其他函数正常运行所需的数据。关键是写入数组末尾后并不能保证会发生崩溃，因此您需要小心。