为何以下C++代码会陷入无限循环？

问题代码 #

#include <iostream>

using namespace std;

class Buffer {
public:
    static const int BufferSize=5;
    Buffer() {
        for(this->index=0;this->index<=BufferSize;this->index+=1) {
            BufArr[this->index]=0;
            cout<<"index: "<<index<<"\n";
        }
    }
    int BufArr[BufferSize];
    int index;
};

int main() {
    Buffer b;
    return 0;
}

运行现象 #

运行后会无限循环打印：

0
1
2
3
4
0
1
2
3
4
...

明明循环条件是index<=BufferSize，按道理当index到5时应该退出循环，为什么会无限循环？

原因解释 #

这是数组越界访问引发的未定义行为，具体细节如下：

• BufferSize为5，意味着BufArr是包含5个int元素的数组，合法索引范围是0~4。
• 循环条件index<=BufferSize会让index=5时仍执行循环体，此时BufArr[5]属于越界访问——C++不会对数组越界做运行时检查。
• 看Buffer类的内存布局：BufArr是第一个成员，紧随其后的就是index变量。在绝大多数编译器的实现中，这两个变量是连续存储的。所以BufArr[5]对应的内存地址，恰好就是index变量的地址。
• 执行BufArr[5]=0时，实际上是把index的值改成了0。下一次循环判断时，index又回到0，循环便从头开始，陷入无限重复。

简言之：越界写入数组的"第6个元素"，意外覆盖了循环变量index，将其重置为0，导致循环永远无法终止。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Alok Ranjan Srivastava