C语言中字符数组为何能容纳超出初始化大小的字符？

我想在C语言中拼接两个字符数组，找到了如下代码。我知道数组初始化后无法调整大小，实现动态字符数组可使用动态内存分配（Dynamic Memory Allocation）。但代码中，char数组first初始化大小为8字节（含"\0"），将其传入concatenateStrings函数后，形参dest数组大小应为8字节，而大小为7字节的src数组被拼接到dest中，最终dest包含13个字符。执行程序时，sizeof(dest)为8，strlen(dest)为13，请问为何dest数组能容纳超出其初始化大小的字符？

附代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
void concatenateStrings(char dest[], const char src[]) {
/* Find the end of the destination string (null terminator) */
int i = 0;
while (dest[i] != '\0') {
    i++;
}

/* Copy characters from src to the end of dest */
int j = 0;
while (src[j] != '\0') {
    dest[i++] = src[j++];
}

/* Add null terminator to the concatenated string */
dest[i] = '\0';
printf("dest string: %d\n", sizeof(dest));
printf("dest len string: %d\n", strlen(dest));
printf("src string: %d\n", sizeof(src));
}

int main() {
char first[] = "Hello, ";
char second[] = "World!";

printf("First string: %d\n", sizeof(first));
printf("Second string: %d\n", sizeof(second));

concatenateStrings(first, second);

printf("Concatenated string: %s\n", first);

return 0;
}

解答 #

这个现象本质是数组越界访问的未定义行为，并非数组真的“容纳”了更多字符，以下是关键原因拆解：

• 函数参数中数组会退化为指针
  当你把数组first传入concatenateStrings函数时，形参char dest[]本质上等价于char *dest——它只是一个指向数组首元素的指针，而非真正的数组。此时sizeof(dest)计算的是指针的大小（64位系统下为8字节，所以输出8），完全和原数组的实际大小无关。

• strlen只认\0终止符
  strlen的工作逻辑是从起始地址开始计数，直到遇到第一个\0为止，它不会检查内存是否属于当前数组的合法空间。你的代码里把src的字符写到了first数组的边界之外，最后又添了一个\0，strlen就会从first的首地址一直数到这个新的\0，得到13的结果，但这部分超出的内存根本不是first数组的合法区域。

• 越界访问只是“碰巧”没触发错误
  C语言不会自动检查数组的边界，当你往first数组外面写数据时，实际上是在修改数组相邻的内存区域。如果这块内存刚好没有被其他变量或程序关键数据占用，程序可能暂时不会崩溃，还能正常输出结果，但这完全是运气——一旦这块内存被其他数据占用，就会导致程序崩溃、数据错乱等不可预测的问题，这就是C语言中的未定义行为。

• 正确的做法是用动态内存分配
  要安全拼接字符串，应该先计算两个字符串的总长度，然后用malloc或calloc申请足够的内存，拼接完成后记得用free释放内存，避免内存泄漏。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Jed