C语言动态矩形矩阵遍历崩溃排查：行数小于列数时内存访问错误

问题概述 #

使用C语言指针在动态内存创建矩阵，填充随机数并打印时，当行数小于列数程序崩溃，返回错误码0xC0000005（内存访问冲突）。调试发现当i=0、j=2时，**(matrix + 2)无法访问内存，但方形矩阵或行数大于列数时运行正常。

原问题代码 #

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

int main()
{
    int rows = 2;
    int cols = 3;
    int **matrix = malloc(sizeof(int*) * rows); // 为矩阵指针数组分配内存

    for(int i=0;i<rows;i++)
        *(matrix+i) = malloc(sizeof(int) * cols); // 为每行分配列内存

    // 生成随机数填充矩阵
    srand(time(NULL));

    for(int i=0;i<rows;i++)
        for(int j=0;j<cols;j++)
            *(*(matrix+j)+i) = rand() % 20;

    // 打印矩阵
    printf("{\t");
    for(int i=0;i<rows;i++)
    {
        int j;

        if(i>0)
            printf("\t");
        printf("{\t");

        for(j=0;j<cols;j++)
            printf("%d\t",*(*(matrix + j) + i));

        printf("}");
        if(i<rows-1)
            printf("\n");
    }
    printf("\t}\n\n");

    // 释放矩阵内存
    for(int i=0;i<rows;i++)
        free(matrix[i]);

    free(matrix);
    matrix = NULL;

    return 0;
}

问题根源 #

你分配的是rows行cols列的矩阵：

• matrix是一个包含rows个int*的指针数组，每个元素指向一块容纳cols个int的内存
• 但在填充和打印时，错误使用了*(*(matrix+j)+i)（等价于matrix[j][i]），把行下标和列下标搞反了
• 当j >= rows时（比如测试用例中rows=2，j=2），matrix[j]超出了指针数组的边界，指向未分配的内存，直接访问会触发内存冲突

方形矩阵时rows=cols，j的最大值刚好等于rows-1，不会越界；行数大于列数时，j的最大值小于rows，也不会越界，所以这两种情况能正常运行。

修复后的代码 #

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

int main()
{
    int rows = 2;
    int cols = 3;
    int **matrix = malloc(sizeof(int*) * rows);

    for(int i=0;i<rows;i++)
        *(matrix+i) = malloc(sizeof(int) * cols);

    srand(time(NULL));

    // 修正下标：matrix[i][j] 对应第i行第j列
    for(int i=0;i<rows;i++)
        for(int j=0;j<cols;j++)
            *(*(matrix+i)+j) = rand() % 20;

    printf("{\t");
    for(int i=0;i<rows;i++)
    {
        int j;

        if(i>0)
            printf("\t");
        printf("{\t");

        // 同步修正打印时的下标
        for(j=0;j<cols;j++)
            printf("%d\t",*(*(matrix + i) + j));

        printf("}");
        if(i<rows-1)
            printf("\n");
    }
    printf("\t}\n\n");

    // 释放内存逻辑不变
    for(int i=0;i<rows;i++)
        free(matrix[i]);

    free(matrix);
    matrix = NULL;

    return 0;
}

说明 #

修复了填充循环和打印循环中的下标顺序，确保matrix[i]始终访问的是有效行指针（范围0~rows-1），不会触发内存越界访问。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Frank S.