C语言字符数组越界访问输出异常字符的原因求解

核心前提 #

C语言语法本身不提供数组边界检查，超出数组合法下标范围的访问属于未定义行为：只要访问的内存地址属于当前进程的合法地址空间，程序就不会直接崩溃，输出结果由当前内存的实际存储内容决定。

代码前置问题 #

你初始化str数组的代码存在隐含问题：

char str[5] = "Hello";

字符串字面量"Hello"实际包含6个字符（末尾隐含结束符'\0'），你指定数组长度为5，编译器只会复制前5个字符H e l l o到str中，不会自动补'\0'。这导致你第一个遍历字符串的while循环会越界访问str[5]的位置才找到结束符，最终循环结束时i=5，为后续操作埋下了越界隐患。

栈内存布局是该现象的核心原因 #

函数内的局部变量默认分配在栈内存区域，栈的生长方向为从高地址向低地址分配：先定义的变量会被分配到更高的内存地址，后定义的变量分配到更低的内存地址。
你的两个数组在当前运行环境的栈上内存排布（从低地址到高地址）大致如下：

你用rev[k]访问超过下标4的位置时，实际已经读到了更高地址的str数组内存空间，所以会输出原字符串的内容；k为负数时是读取rev数组更低地址的栈残留数据，所以输出乱码，这些都是当前环境内存布局的正常体现。

注意 #

这种越界访问的结果完全不具备通用性，不同编译器、编译选项、运行环境下的输出可能完全不同，实际开发中必须严格避免数组越界访问。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Nagraju Kasarla