为何这段C代码未触发Segfault？求技术解释

先看你的代码：

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

typedef struct tag_node {
    struct tag_node *left, *right, *prev;
    int value;
} node;

int main()
{
    node *root_node = malloc(sizeof(node));
    root_node->value = 1;
    node **position = &root_node->right;
    *position = malloc(sizeof(node));
    (*position)->value = 2;
    (*position)->prev = root_node;
    printf("root node is %d, right node is %d\n",
        root_node->value, root_node->right->value);
    node **ptr = &(*position)->prev->prev->prev;
    printf("This is fine\n");
    return 0;
}

编译命令：gcc -Wall -Wextra -g -O0 example.c -o example

你预期在node **ptr = &(*position)->prev->prev->prev;行触发段错误，但实际程序正常运行，原因主要有两点：

1. 你对root_node->prev的初始值有误解 #

malloc函数只负责分配内存，不会初始化内存内容。root_node是malloc出来的，它的prev成员是未初始化的垃圾值，不是你以为的NULL。不过即使root_node->prev确实是NULL，接下来的逻辑依然能解释程序不崩溃的原因。

2. 关键表达式并没有实际解引用无效内存 #

拆解&(*position)->prev->prev->prev的运算逻辑：
根据C语言运算符优先级，->优先级高于&且右结合，这个表达式等价于：

&( ( ( (*position)->prev )->prev )->prev )

假设( (*position)->prev )->prev是NULL，那么表达式简化为&(NULL->prev)。这里的核心是：取空指针指向的结构体成员的地址，不等于访问该成员的内容。

在大多数编译器实现中，结构体成员的偏移量是编译期就确定的。比如node结构体里prev成员的偏移量，可以用offsetof(node, prev)计算。当编译器处理&ptr->member时，会把它转换成(char*)ptr + offsetof(node, member)的地址计算。如果ptr是NULL，这个计算结果就是offsetof(node, prev)（0加上偏移量），这是一个无效地址，但你的代码只是把这个地址赋值给ptr变量，既没有读取这个地址的内容，也没有向它写入数据。

段错误是操作系统在程序试图读写无效内存区域时才会触发的，仅仅计算并存储一个无效地址并不会触发错误。

最后要注意：这种行为属于C标准定义的未定义行为，不同编译器、平台可能有不同表现，绝对不能依赖这种代码逻辑。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Fyodor