C++中向char数组末尾后一位写入'\0'是否会引发未定义行为？

前置问题解答 #

• 手动向字符串字面量末尾的'\0'位置写入是完全不安全的，该操作属于未定义行为。
• NULL字符（'\0'）不会默认出现在任意数组末尾的下一个内存位置，只有字符串字面量会在编译时自动追加一个'\0'作为自身的一部分，普通char数组不存在该默认机制。

代码片段逐一分析 #

你给出的三段代码具体行为如下：

const char* a = "Hello";
a[5] = '\0'; //this is wrong, will not compile on most compilers

char* b = new char[5];
b[5] = '\0';

char c[5];
c[5] = '\0';

• 第一段代码：a指向的是存储在只读内存段的字符串字面量，const修饰指向内容不可修改，因此直接写入会直接编译报错。即使通过const_cast强制去除const属性进行写入，也会触发段错误，属于典型的未定义行为。补充说明：这里的"Hello"实际占用6个char的存储空间，下标5对应的是编译器自动追加的'\0'，但该位置属于只读内存，本身就不支持写入操作。
• 第二段代码：new char[5]申请了长度为5的堆上char数组，合法可访问的下标范围是0~4，b[5]属于堆缓冲区越界写入，属于未定义行为，可能破坏堆上其他有效数据，引发程序崩溃或安全漏洞。
• 第三段代码：c是栈上分配的长度为5的char数组，合法下标同样是0~4，c[5]属于栈缓冲区越界写入，属于未定义行为，可能覆写栈上的函数返回地址、其他局部变量等，导致程序逻辑异常甚至被恶意利用。

补充：如果你需要存储长度为5的字符串并追加末尾'\0'，需要申请长度至少为6的char数组，此时对下标5的写入才是合法操作。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者CuriousPan