C语言函数使用双指针返回数组最值地址时程序无输出问题排查

• 运行环境：Mac系统下使用VSCode编写、运行C语言代码
• 预期功能：声明长度为5的int数组，以及两个一级指针maxPtr、minPtr；定义形参为两个int二级指针的MaxAndMin函数，在函数内遍历数组，让maxPtr存储数组最大值的地址，minPtr存储数组最小值的地址，最终输出最大值、最小值与测试字符串"Hi"
• 异常表现：完成5个整数的输入流程后程序直接终止，后续printf("%d",*maxPtr)、printf("%d",*minPtr)、printf("Hi")均未执行。

原始问题代码：

#include <stdio.h>
void MaxAndMin(int* str,int** max, int** min)
{
    int i;
    int maxnum=0,minnum=0;

    for(i=0; i<5; i++)
    {
        if(maxnum< str[i])
        {
            maxnum =str[i];
            *max = &str[i];
        }
        if(minnum > str[i])
        {
            minnum = str[i];
            *min = &str[i];
        }
    }
}

int main(void)
{
    int i,len;

    int* maxPtr;
    int* minPtr;
    int arr[5]={};

    for(i=0; i<5; i++)
    {
        printf("%d번째 정수입력 입니다.",i+1);
        scanf("%d", &arr[i]);
    }
    MaxAndMin(arr,&maxPtr,&minPtr);

    printf("%d",*maxPtr);
    printf("%d",*minPtr);
    printf("Hi");
    return 0;
}

实际运行输出：

> Executing task: ./test <

1번째 정수입력 입니다.1
2번째 정수입력 입니다.2
3번째 정수입력 입니다.3
4번째 정수입력 입니다.4
5번째 정수입력 입니다.5

Terminal will be reused by tasks, press any key to close it.

程序崩溃的核心原因是野指针访问触发段错误，同时代码存在最值比较的逻辑漏洞：

1. 野指针问题：MaxAndMin函数中用于比较的临时变量maxnum、minnum被初始化为0，当测试输入为1、2、3、4、5这类全大于0的数值时，minnum > str[i]的判断条件永远不成立，始终不会执行*min = &str[i]的赋值操作。main函数中的minPtr是未初始化的局部变量，存储的是随机的非法内存地址，后续执行printf("%d",*minPtr)时尝试访问无权限的内存地址，会被操作系统直接发送段错误信号强制终止，后续所有代码都不会执行。
   同理如果测试输入全为负数，maxnum < str[i]的判断永远不成立，maxPtr也会成为野指针触发崩溃。
2. 逻辑漏洞：即使不触发野指针，将最值初始值固定设为0的写法也是错误的：全正数数组无法正确得到最小值，全负数数组无法正确得到最大值，计算结果不符合预期。

• 进入MaxAndMin函数后，先将maxnum、minnum初始化为数组第一个元素的值，同时给*max、*min赋值为第一个元素的地址，从根源避免野指针
• 数组遍历从下标1开始，逐个比较更新最值和对应指针即可
• 输出语句末尾增加换行符，避免行缓冲导致的输出不及时问题

修复后可正常运行的代码：

#include <stdio.h>
void MaxAndMin(int* str,int** max, int** min)
{
    int i;
    // 用数组第一个元素初始化最值和对应指针
    int maxnum = str[0], minnum = str[0];
    *max = &str[0];
    *min = &str[0];

    // 从第二个元素开始遍历比较
    for(i = 1; i < 5; i++)
    {
        if(maxnum < str[i])
        {
            maxnum = str[i];
            *max = &str[i];
        }
        if(minnum > str[i])
        {
            minnum = str[i];
            *min = &str[i];
        }
    }
}

int main(void)
{
    int i;
    int* maxPtr;
    int* minPtr;
    int arr[5];

    for(i = 0; i < 5; i++)
    {
        printf("%d번째 정수입력 입니다.", i+1);
        scanf("%d", &arr[i]);
    }
    MaxAndMin(arr, &maxPtr, &minPtr);

    printf("max: %d\n", *maxPtr);
    printf("min: %d\n", *minPtr);
    printf("Hi\n");
    return 0;
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者chobodark