C语言VirtualBox Ubuntu虚拟机下动态分配数组内容非预期变更问题

问题根因及修复方案 #

你遇到的是典型的堆内存缓冲区溢出导致的未定义行为，核心错误出现在动态内存分配行，具体原因如下：

• 内存分配时大小参数填写错误
  你声明的array是my_obj*类型，用于存储多个my_obj结构体实例，但是calloc的第二个参数错误填写为sizeof(my_obj*)（即指针类型的大小，32位系统下为4字节、64位下为8字节），远小于my_obj结构体本身的实际大小，导致分配的堆内存空间远小于实际需要的容量。array2也存在完全相同的错误。
  后续你在给数组元素赋值时，写入操作直接越界，踩踏了相邻的堆内存区域。第一次打印正常是因为刚写入的内容还没被覆盖，当你填充array2时，越界写入的操作会覆盖array对应内存区域的内容，就出现了无规律的随机值。
• 其他可能的触发原因
  如果修复上述问题后现象依然存在，可排查以下两点：
  1. 全局变量arr_length/arr_length_2的实际值大于预期，导致循环赋值时超出分配的内存边界
  2. my_obj/my_obj2结构体包含柔性数组成员，直接用sizeof(类型)计算的大小没有包含柔性数组需要的内存空间，同样会导致分配不足

修复代码 #

将内存分配行改为以下写法即可，推荐第二种写法，避免后续修改类型时重复出现同类错误：

// 写法1：明确指定结构体类型
my_obj* array = calloc(arr_length, sizeof(my_obj));
my_obj2* array2 = calloc(arr_length_2, sizeof(my_obj2));

// 写法2：解引用指针自动获取目标类型大小，更安全
my_obj* array = calloc(arr_length, sizeof(*array));
my_obj2* array2 = calloc(arr_length_2, sizeof(*array2));

注：C语言本身不做内存边界检查，越界访问属于未定义行为，不会触发显式报错，只会出现值篡改、段错误等随机现象，和你使用的虚拟机、Ubuntu系统没有关联。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者warty