使用memcpy复制二维数组触发段错误的原因咨询

我正在学习二维数组的操作以及memcpy的使用，编写了如下的array_test测试函数：

void array_test(void)
{
    int arr[3][5] = {{0, 1, 1, 0, 1}, {1, 1, 1, 1, 1}, {1, 0, 0, 1, 0}};
    for (size_t i = 0; i < 3; i++) {
        for (size_t j = 0; j < 5; j++) {
            printf("%d ", arr[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
    int row = 3;
    int col = 5;
    int **arr2 = (int **)malloc(sizeof(int *) * row);
    if (!arr2) {
        printf("arr2 malloc failed\n");
        exit(-1);
    }
    memset(arr2, 0, sizeof(int *) * row);
    for (int i = 0; i < row; i++) {
        arr2[i] = (int *)malloc(sizeof(int) * col);
        if (!arr2[i]) {
            printf("arr2[%d] malloc failed\n", i);
            exit(-1);
        }
        memset(arr2[i], 0, sizeof(int) * col);
    }
    for (size_t i = 0; i < 3; i++) {
        for (size_t j = 0; j < 5; j++) {
            printf("%d ", arr2[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }

    memcpy(arr2, arr, sizeof(int) * 3 * 5);
    for (size_t i = 0; i < 3; i++) {
        for (size_t j = 0; j < 5; j++) {
            printf("%d ", arr2[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
}

执行上述代码后，原本预期复制成功，却出现了如下段错误：

0 1 1 0 1
1 1 1 1 1
1 0 0 1 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
Segmentation fault

问题原因 #

核心问题是栈上二维数组和堆上指针数组的内存布局完全不同，直接用memcpy批量复制会彻底破坏指针数组的结构：

• arr是栈上的二维数组，内存是连续的整块区域，15个int按行依次排列，没有额外的指针存储。
• arr2是指针数组：先分配了3个int*的空间用来存储行指针，每个指针又指向堆上独立的5个int空间。也就是说arr2本身只存储3个指针，真正的数据分散在堆的不同位置。

执行memcpy(arr2, arr, sizeof(int)*3*5)时：

1. 首先会把arr里的前几个int值覆盖arr2的指针区域（比如64位系统中，3个指针占24字节，对应6个int），把原本指向有效堆内存的指针改成了arr里的0、1这类无效地址，变成野指针。
2. 其次，arr2本身只分配了3个指针的空间（24字节），但你要复制60字节（15*4），属于越界写入，会破坏堆内存的管理结构。

后续通过arr2[i][j]访问时，本质是用被篡改的野指针去寻址，直接触发段错误。

正确的复制方式 #

应该逐行复制，针对每个行指针指向的内存单独拷贝：

for (int i = 0; i < row; i++) {
    memcpy(arr2[i], arr[i], sizeof(int) * col);
}

这样既不会破坏arr2的指针结构，也能正确把arr的每一行数据复制到对应堆内存中。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者eezhijun