C では、配列の境界を越えてメモリにアクセスしても常にセグメンテーション フォールトが発生しないのはなぜですか?

セグメンテーションの欠陥: 配列境界の謎を解く

プログラミングの領域では、配列の境界は目に見えない障壁として機能し、配列の範囲を制限します。アクセスできるメモリ。これらの境界を超えると大惨事を招くように思えるかもしれませんが、驚くべきことに、常に恐ろしい「セグメンテーション違反」が起こるわけではありません。

次のコードを考えてみましょう。

int *a = new int[2];
a[0] = 0;
a[1] = 1;
a[2] = 2;
a[3] = 3;
a[100] = 4;

理論的には、このコードは、割り当てられたメモリ (インデックス 100) を超えるインデックスに書き込もうとすると、セグメンテーション フォールトをトリガーする必要があります。ただし、実際には、多くの場合、問題なくコンパイルおよび実行されます。なぜそうなるのでしょうか?

答えは未定義の動作の領域にあります。配列の境界を越えてメモリにアクセスする場合、C 標準では特定の動作を義務付けていません。そのため、コンパイラやオペレーティング システムが異なると、この状況の処理に一貫性がなくなる可能性があります。場合によっては、プログラムは何事もなかったかのように実行を続けることがあります。他のバージョンでは、クラッシュしたり、予測不可能な動作を示したりする可能性があります。

この動作は、 C での実行時チェックの欠如に起因します。 Java などの言語とは異なり、C は配列の境界チェックを実行しません。この保護がないため、プログラマは配列の境界を超えて書き込むことができますが、潜在的な落とし穴が生じます。

たとえば、上記のコードでは、プログラムは a[100] にアクセスするときにセグメンテーション違反に遭遇する場合とそうでない場合があります。アクセスは未定義の動作です。この予測できない動作により、プログラムのデバッグが困難になり、微妙なバグが発生する可能性があります。

未定義の動作による危険を回避するには、配列の境界を厳密に守ることが重要です。適切な境界チェックを使用して、インデックスが常に割り当てられたメモリ範囲内に収まるようにします。これらのプラクティスを採用することで、プログラムを予期しない動作から保護し、コードの整合性を維持できます。

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