C语言变量意外被修改求助：数组越界引发地址覆盖？

问题背景 #

在Code::Blocks中编写C语言代码时，发现变量goal会被num[2]的值意外修改。调整goal的声明位置（单独行声明或放在num数组之后）可临时解决问题，但需要明确地址重叠的原因，以及这是否是C语言常见bug或设备问题。

初始代码 #

#include <stdio.h>

int main() {
    int i, n, goal, num[2], sum;
    printf("Input n: "); scanf("%d", &n);

    for (i = 1; i <= n; i++) {
        scanf("%d %d %d %d", &goal, &num[0], &num[1], &num[2]); // 获取整数
        if (num[0] != num[1] && num[1] != num[2] && num[2] != num[0]) { // 检查是否全唯一
            sum = num[0] + num[1] + num[2];
            if (goal == sum)
                printf("Proper triplet");
            else
                printf("Not a good triplet");
        } else
            printf("Not a good triplet");
        printf("\n");
    }
}

调试后的代码 #

#include <stdio.h>

int main() {
    int i, n, goal, sum, num[2];

    printf("Input n: "); scanf("%d", &n);

    for (i = 1; i <= n; i++) {
        scanf("%d %d %d %d", &goal, &num[0], &num[1], &num[2]); // 获取整数
        printf("%d %d %d", num[0], num[1], num[2]); printf("\n\n");

        printf("%d", goal); printf("\n\n");

        if (num[0] != num[1] && num[1] != num[2] && num[2] != num[0]) { // 检查是否全唯一
            sum = num[0] + num[1] + num[2];
            if (goal == sum)
                printf("Proper triplet");
            else
                printf("Not a good triplet %d %d", goal, sum);
        } else
            printf("Not a good triplet");
        printf("\n");
    }
}

核心原因 #

这既不是C语言的bug，也不是设备问题，完全是数组越界访问引发的未定义行为：

• 你声明的num数组长度为2，仅能通过num[0]和num[1]访问有效元素，代码中频繁访问num[2]属于明确的数组越界操作。
• C语言标准不要求编译器检查数组越界，程序会直接向数组内存之后的地址写入数据。
• 栈内存通常从高地址向低地址分配变量，当声明顺序为int i, n, goal, num[2], sum;时，goal的内存地址恰好与num[2]的越界地址重叠（数组元素按低到高排列，num[2]是数组末尾之后的第一个位置），因此写入num[2]时会直接覆盖goal的值。
• 调整变量声明顺序后，goal的地址不再与num[2]的越界地址重叠，覆盖现象暂时消失，但这只是巧合——数组越界的根本问题未解决，后续仍可能触发崩溃、数据错乱等不可预测的错误。

正确修复方案 #

将num数组的长度修改为3，确保能容纳3个元素，消除越界访问：

#include <stdio.h>

int main() {
    int i, n, goal, num[3], sum; // 数组长度改为3
    printf("Input n: "); scanf("%d", &n);

    for (i = 1; i <= n; i++) {
        scanf("%d %d %d %d", &goal, &num[0], &num[1], &num[2]); // 现在访问num[2]合法
        if (num[0] != num[1] && num[1] != num[2] && num[2] != num[0]) {
            sum = num[0] + num[1] + num[2];
            if (goal == sum)
                printf("Proper triplet");
            else
                printf("Not a good triplet");
        } else
            printf("Not a good triplet");
        printf("\n");
    }
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者John