C语言队列代码无输出？为何malloc分配内存后可正常运行

我编写了一段实现队列的C语言代码，期望打印队列中的元素，但代码运行后直接退出，没有任何元素输出。当将代码中的struct queue *q;替换为struct queue *q=(struct queue *)malloc(sizeof(struct queue));后，代码可以正常工作，请问这是什么原因？

原代码： #

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
struct queue
{
    int front;
    int rear;
    int size;
    int *arr;
};

void enqueue(struct queue *q, int value)
{
    if(q->rear!=q->size-1)
    {
        printf("Entry\n");
        q->rear++;
        q->arr[q->rear] = value;
    }
}

int main()
{
    struct queue *q;   /*struct queue *q=(struct queue *)malloc(sizeof(struct queue));*/
    q->front = -1;
    q->rear = -1;
    q->size = 10;
    q->arr = (int *)malloc((q->size) * sizeof(int));

    enqueue(q,14);
    enqueue(q,7);
    enqueue(q,5);
    enqueue(q,4);
    enqueue(q,3);
    enqueue(q,2);
   
    for(int i=0;i<q->rear;i++){
        printf("%d ",q->arr[i]);
    }
    return 0;
}

原因解析： #

• 野指针的本质：struct queue *q;只是声明了一个指针变量，但没有给它赋值，此时q是一个野指针——它的值是内存中的随机垃圾数据，指向的是一块完全不确定的内存区域（可能是系统保护地址、其他进程的内存，或是无效地址）。
• 非法内存访问触发崩溃：当你执行q->front = -1;这类操作时，相当于通过野指针去修改不属于程序的内存，这属于C语言中的未定义行为。程序大概率会直接触发内存访问错误，提前终止运行，根本没机会执行后续的入队和打印逻辑，所以你看不到任何输出。
• malloc的核心作用：malloc(sizeof(struct queue))会从堆内存中分配一块刚好能容纳struct queue结构体的合法内存空间，并返回这块空间的起始地址。把这个地址赋值给q后，q就变成了指向有效内存的合法指针，后续对q的成员（front、rear等）的读写操作都是在这块程序拥有权限的内存中进行，自然能正常执行。

额外小问题提示： #

原代码的打印循环条件i<q->rear存在逻辑错误：入队6次后q->rear的值是5（初始为-1，每次入队+1），循环会只打印arr[0]到arr[4]，漏掉最后一个元素arr[5]，建议改成i<=q->rear。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Kapil Kushwaha