为何无法直接给内存地址加int寻址数组？test1崩溃原因解析

可正常运行的实现（test2.c） #

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
   char s[] = "Hello, World!";
   char a[] = "aaa";

   printf("%d\n", &s);
   printf("%d\n", &s[2]);

   memcpy(&s[2], a, sizeof(a)-1);
   printf("%s\n", s);
   return 0;
}

运行结果：

$ gcc -o test test2.c && ./test 
520783106
520783108
Heaaa, World!

存在错误的实现（test1.c） #

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
   char s[] = "Hello, World!";
   char a[] = "aaa";

   printf("%d\n", &s);
   printf("%d\n", sizeof(char)*2);
   printf("%d\n", &s + (sizeof(char)*2));

   memcpy(&s + (sizeof(char)*2), a, sizeof(a)-1);
   printf("%s\n", s);
   return 0;
}

编译及运行结果：

$ gcc -o test test1.c && ./test 
test1.c: In function ‘main’:
test1.c:12:4: warning: ‘memcpy’ writing 3 bytes into a region of size 0 overflows the destination [-Wstringop-overflow=]
   12 |    memcpy(&s + (sizeof(char)*2), a, sizeof(a)-1);
      |    ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
test1.c:5:9: note: at offset 28 into destination object ‘s’ of size 14
    5 |    char s[] = "Hello, World!";
      |         ^
1547566642
2
1547566670
Hello, World!
Segmentation fault

1. 为什么test1无法正常运行？ #

test1的核心错误是指针算术的类型不匹配，导致memcpy的目标地址指向了数组s的内存范围之外：

• &s的类型是指向长度为14的char数组的指针，C语言中指针算术是以指针指向的类型大小为单位计算的。
• 执行&s + 2时，实际偏移字节数是2 * sizeof(s)，也就是2*14=28字节。而数组s本身仅14字节，偏移后的地址已超出s的合法内存区域，属于非法访问。
• memcpy向非法地址写入数据时，触发内存越界，最终导致段错误。

2. 为什么1547566642加2得到1547566670而非1547566644？ #

这完全是指针类型导致的计算规则差异：

• &s是指向14字节char数组的指针，指针加法的单位是指针指向类型的整体大小，而非单个字节。
• 实际地址计算为：原地址 + 2 * sizeof(s) = 1547566642 + 2*14 = 1547566670，并非简单的字节数加2。

3. &s的类型是什么？ #

char s[] = "Hello, World!";中，s是长度为14的char数组（包含末尾的'\0'），&s的类型是指向长度为14的char数组的指针，即char (*)[14]。

而&s[2]的类型是char*（指向单个char的指针），指针加法以1字节为单位，这也是test2能正常运行的原因：&s[2]正好是s起始地址偏移2字节的位置，符合预期的覆盖需求。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Paul Chabanon