C语言矩阵容量超过16时realloc失败是什么原因？该如何修复？

问题代码的错误点 #

• 内存分配大小计算错误：matrix是char**类型，存储的是指针，分配内存时应该用sizeof(char*)作为单位，你代码里写成了sizeof(char)，64位系统下char*占8字节，你只给每个元素分配了1字节内存，空间严重不足，之前16容量能运行完全是内存布局巧合，越界后没有触发崩溃而已。
• 字符串赋值逻辑错误：matrix[words] = tmp_word是直接把栈数组tmp_word的地址赋值给矩阵元素，不是复制字符串内容，最后所有矩阵元素都指向同一个栈地址，内容会被后续输入覆盖，而且后续free栈地址会直接触发段错误。
• realloc使用逻辑错误：直接把realloc返回值赋值给原指针，如果realloc失败返回NULL会导致原有内存泄漏；另外realloc后循环遍历所有元素判断是否为NULL完全无意义，前cap个元素已经是之前分配好的有效指针，新扩容的区域才是未初始化的，根本不需要做这个检查。
• 输入溢出风险：fscanf读%s没有限制长度，输入超过128字符时会溢出tmp_word数组，破坏栈内存。

修复后完整代码 #

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main(){
    int cap;
    printf("Give capacity: ");
    scanf("%d", &cap);
    // 修正分配单位为char*
    char** matrix = malloc(sizeof(char*) * cap);
    if (matrix == NULL) {
        printf("Memory allocation failed\n");
        exit(1);
    }
    for (int i = 0; i < cap; ++i)
    {
        matrix[i] = malloc(sizeof(char)*129);
        if (matrix[i] == NULL) {
            printf("Memory allocation failed\n");
            exit(1);
        }
    }

    char tmp_word[129];
    int words = 0;
    // 修正读入长度限制，避免溢出
    while (fscanf(stdin,"%128s",tmp_word) != EOF){
        // 修正字符串复制逻辑，拷贝内容而非赋值地址
        strcpy(matrix[words], tmp_word);
        words++;
        printf("words stored: %d, Capacity: %d\n", words, cap);
        if (words == cap){
            printf("Limit reached, reallocating....\n");
            // 修正realloc使用逻辑，先存临时指针避免内存泄漏
            char** temp = realloc(matrix, sizeof(char*) * 2 * cap);
            if (temp == NULL) {
                printf("Memory reallocation failed due to a lack of memory\n");
                exit(1);
            }
            matrix = temp;
            printf("1D reallocated\n");
            cap *= 2;
            printf("Capacity increased\n");
            for (int i = (cap/2); i < cap; ++i)
            {
                matrix[i] = malloc(sizeof(char)*129);
                if (matrix[i] == NULL) {
                    printf("Memory allocation failed for new element\n");
                    exit(1);
                }
            }
            printf("Succesful reallocation, new capacity: %d\n", cap);
        }
    }

    for (int i = 0; i < cap; ++i)
    {
        free(matrix[i]);
    }
    free(matrix);
    return 0;
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Myxy290