C语言调用realloc时触发Segmentation error段错误问题排查

以下是题目对应的个人实现代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

char ****get_document(char *text)
{
    int para = 0, sen = 0, word = 0, alph = 0;
    char c, ****doc = (char ****)calloc(1, sizeof(char ***));
    *doc = (char ***)calloc(1, sizeof(char **));
    **doc = (char **)calloc(1, sizeof(char *));
for (int i = 0; i < strlen(text); i++)
{
    c = text[i];

    if ((c >= 'A' && c <= 'Z') || (c >= 'a' && c <= 'z'))
    {
        
        (*(*(*(doc + para) + sen) + word)) = (char *)realloc((*(*(*(doc + para) + sen) + word)), sizeof(char) * (alph + 1));
        if (((*(*(*(doc + para) + sen) + word))) == NULL)
            printf("NULLLLLLLLLLL"); // checking whether memory is given or not.
        (*(*(*(*(doc + para) + sen) + word) + alph)) = c;
        alph++;

    }
    else if (c == ' ')
    {
        *(*(*(doc + para) + sen) + word) = (char *)realloc((*(*(*(doc + para) + sen) + word)), sizeof(char) * (alph + 1));
        *(*(*(*(doc + para) + sen) + word) + alph) = '\0';
        alph = 0;
        word++;
        *(*(doc + para) + sen) = (char **)realloc((*(*(doc + para) + sen)), sizeof(char *) * (word + 1)); // memory for word.
    }
    
}
return doc;
}



void main()
{
char text[] = "Learning C is fun.", ****d;
d = get_document(text);

}    

代码编译后可启动运行，但调试到字符串"Learning C is fun."中的字符'C'时，第19、20行触发Segmentation Fault段错误，同时控制台打印自定义的NULLLLLLLLLLL提示，无法定位错误根因。

• 核心问题是realloc传入了野指针：处理完空格后，代码给单词列表realloc了word+1个char长度的空间，但是新增的最后一个char位置（也就是用来存下一个新单词"C"的指针位）没有被初始化为NULL。realloc不会自动给新申请的内存做零初始化，这个位置存的是随机的内存垃圾值，属于野指针。
• 当处理字符'C'时，代码调用realloc给新单词申请空间，传入的入参就是上述野指针。C标准规定realloc只有传入NULL、或者之前内存分配函数返回的合法指针时行为才是可预期的，传入野指针会直接返回NULL，这就是打印出NULL提示的直接原因。后续代码往NULL地址写入字符'C'，直接触发段错误。
• 现有代码还存在其他逻辑遗漏：仅处理了空格作为单词分隔符，没有处理句子结束标点、段落换行符，也没有在循环结束后给最后一个单词补字符串结束符\0，就算修复了当前的段错误，跑正式用例依然会出现内存问题。

• 每次给单词、句子、段落列表realloc新增存储位后，立刻把新申请到的指针位置初始化为NULL，保证后续第一次给对应元素申请内存时，realloc传入的是合法的NULL（realloc接NULL等价于malloc，行为合法）。
• 补全分隔符处理逻辑，遍历完整个文本后给最后一个单词补\0结束符。
• 四层指针的多层偏移写法可读性极差，很容易写错偏移层级，可以用临时变量存储当前正在操作的段落、句子、单词指针，降低写错概率。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Mohammad Arshad Ali