函数返回数组时的输出行为解析：越界值为何非零？

测试代码 #

#include<iostream> 
using namespace std; 
int * arrayReturn(); 

int main(){ 
    for(int i=0; i<10; i++){ 
        cout<<"Value at "<<i<<": "<<arrayReturn()[i]<<endl; 
    } 
    return 0; 
} 

int * arrayReturn(){ 
    static int arr[] = {10,20,30,40}; 
    return arr; 
}

问题 #

请解析上述代码的输出结果，为何索引4的位置值为4659536，索引8、9的位置值为-1而非0？（注：仅需解释原因，无需给出代码修正建议）

原因说明 #

咱们先抓核心：这段代码触发了数组越界访问的未定义行为，具体原因拆解如下：

• 首先看arrayReturn()里的静态数组arr，它只初始化了4个元素，对应的有效索引范围是0~3。当main函数循环到i>=4时，你其实在访问数组内存范围之外的区域，这完全不符合C++的规范要求。
• C++标准明确规定，数组越界访问属于未定义行为——也就是说，语言本身不保证这种操作的结果，读取到的值完全取决于程序当前的内存布局：可能是之前程序运行留下的内存残留值，也可能是其他变量的内存内容，甚至可能直接导致程序崩溃。
• 至于为什么是4659536、-1而不是0？因为C++不会自动为数组之外的内存区域做初始化（哪怕是静态存储区），这些位置的内存没有被显式赋值过，所以读取到的就是该内存地址上的“垃圾值”。换个编译器、换个运行环境，你得到的数值大概率会不一样，这正是未定义行为的典型表现。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者saien