sprintf()函数为何修改输入参数？数组越界引发变量异常

我们先看两段测试代码的运行现象：

第一段代码（符合预期） #

#include <iostream>
int main(int argc, char *argv[]) {
 int i = 10;
 char c[3];
 std::cout << i << std::endl;
 sprintf(c, "%d", i);
 std::cout << i << std::endl;
 return 0;
}

执行结果：10 10，和预期一致，变量i的值没有被改变。

第二段代码（出现异常） #

#include <iostream>
int main(int argc, char *argv[]) {
 int i = 100;
 char c[3];
 std::cout << i << std::endl;
 sprintf(c, "%d", i);
 std::cout << i << std::endl;
 return 0;
}

执行结果：100 0，变量i的值被意外修改了。

问题原因分析 #

核心问题是缓冲区溢出（Buffer Overflow）：

• 你定义的char c[3]只分配了3个字节的内存空间。
• 当i=100时，sprintf()会把数字转换成字符串"100"，再加上C字符串必须的终止符'\0'，一共需要4个字节的空间才能容纳。
• 由于sprintf()本身不会检查目标缓冲区的大小，它会直接往c里写入这4个字节，超出缓冲区的部分就会覆盖栈上相邻内存区域的数据。
• 在你的程序栈布局中，变量i正好位于c的相邻位置（栈的生长方向通常是从高地址到低地址，所以数组c的末尾之后就是i的内存），溢出的字节直接改写了i的值，导致输出变成了0。

而第一段代码中i=10，转换成字符串是"10"加上终止符'\0'一共3个字节，刚好填满c的缓冲区，没有溢出，所以i的值不受影响。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Alexander Zolkin