C 陣列超界錯誤

在正常情況下，為陣列元素賦值時，陣列array的索引應當在 [0, (sizeof(array)/sizeof(array[0]))-1]。但當陣列索引為負數時，例如

double array[4]
;array[-2
]=1.5;

此時會發生什麼呢？

示例取自c++ primer plus 第六版（stephen prata）第四章復合型別 4.10陣列的替代品程式清單4.2 choice.cpp

#include
#include
#include
using
namespace std;
intmain()
;	vector<
double
>a2(
4);	a2[0]
=1.0
/3.0
;	a2[1]
=1.0
/5.0
;	a2[2]
=1.0
/7.0
;	a2[3]
=1.0
/9.0
;	array<
double,4
> a3 =
;	array<
double,4
> a4;
a4 = a3;
cout <<
"a1[2]: "
<< a1[2]
<<
" at "
<<
&a1[2]
<< endl;
cout <<
"a2[2]: "
<< a2[2]
<<
" at "
<<
&a2[2]
<< endl;
cout <<
"a3[2]: "
<< a3[2]
<<
" at "
<<
&a3[2]
<< endl;
cout <<
"a4[2]: "
<< a4[2]
<<
" at "
<<
&a4[2]
<< endl;
a1[-2
]=20.2
;	cout <<
"a1[-2]: "
<< a1[-2
]<<
" at "
<<
&a1[-2
]<< endl;
cout <<
"a3[2]: "
<< a3[2]
<<
" at "
<<
&a3[2]
<< endl;
cout <<
"a4[2]: "
<< a4[2]
<<
" at "
<<
&a4[2]
<< endl;
system
("pause");
return0;
}

程式結果為：

a1[2]
:3.6 at 0x28cce8
a2[2]:
0.142857 at 0xca0328
a3[2]:
1.62 at 0x28ccc8
a4[2]:
1.62 at 0x28cca8
a1[-2]
:20.2 at 0x28ccc8
a3[2]:
20.2 at 0x28ccc8
a4[2]:
1.62 at 0x28cca8

不同情況下，程式執行結果並不同。書中給出的結果中，a3[2]的值也被更改為 20.2。而我的執行結果中a3[2]依然為 1.62。為什麼會出現此種情況？

程式重點介紹陣列、vector物件、array物件的相似和不同之處，但也介紹了一種陣列超界錯誤，即

a1[-2
]=20.2
;

該語句將被轉化為：

*
(a1-2)
=20.2
;

其含義為：找到a1指向的地方，向前移動兩個double元素，並將20.2儲存到目的地，即將資訊儲存到陣列的外面。

可以發現，a1[2]儲存位址為0x28cce8，double型別佔8 bytes，可得a1[-2]的儲存位址為0x28ccc8，正好為a3[2]的儲存位址，因此a3[2]的值被覆蓋為20.2。也可以說這是因為，a1[-2]和a3[2]指向同一塊記憶體。

而如果a1[-2]並未與程式中其他元素的位址重合，則不會出現其他元素一起被修改的意外情況。

書中給出了一種避免該情況出現的選擇，使用成員函式at()。

a2.at(
1)=2.3
;// assign 2.3 to a2[1]

中括號表示法和成員函式at()的差別在於，使用at()時，將在執行期間捕獲非法索引，而程式預設將中斷。這種額外檢查的代價是執行時間更長，這就是 c++ 允許使用任何一種表示法的原因所在。使用 vector 和 array 等類能夠降低意外超界錯誤的概率，將在後面進一步討論。

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