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段错误（Segmentation Fault）总结

backend 2025/5/14 12:09:54

1. 空指针解引用

代码示例：

#include <stdio.h>
int main() {int *ptr = NULL;*ptr = 10;  // 触发段错误return 0;
}

原因：
空指针（NULL）指向内存地址0x0，该地址通常属于操作系统保护区域，用户程序无权访问。尝试写入此地址会触发段错误。

调试方法：
在这里插入图片描述

2. 数组越界

代码示例：

#include <stdio.h>
int main() {int arr[3];for (int i = 0; i <= 3; i++) {  // 越界访问i=3arr[i] = i;}return 0;
}

原因：
数组arr的有效索引为0-2，访问arr[3]时超出栈分配的数组边界，可能覆盖其他数据（如函数返回地址），触发段错误。

调试工具：
Valgrind会报告Invalid write of size 4并指出越界位置。

3. 使用已释放的内存

代码示例：

#include <stdlib.h>
int main() {int *ptr = malloc(sizeof(int));free(ptr);*ptr = 42;  // 触发段错误return 0;
}

原因：
free(ptr)后，ptr成为“野指针”，指向的内存可能已被系统回收或重新分配，此时写入会访问非法内存区域。

解决方法：
释放后立即置空指针：free(ptr); ptr = NULL;。

4. 修改字符串常量

代码示例：

#include <stdio.h>
int main() {char *str = "hello";  // 字符串常量存储在只读段str[0] = 'H';         // 触发段错误return 0;
}

原因：
字符串字面值"hello"存储在代码段的只读内存区域（.rodata），尝试修改会触发段错误。

正确写法：
使用字符数组替代：char str[] = "hello";（存储在可写的栈区）。

5. 栈溢出

代码示例：

void recursive_call() {recursive_call();  // 无限递归导致栈溢出
}
int main() {recursive_call();return 0;
}

原因：
无限递归或局部变量过大（如int arr[1000000]）会耗尽栈空间（默认约8MB），触发段错误或栈溢出信号SIGSEGV。

调试工具：
GDB的bt命令可查看调用栈深度；
AddressSanitizer会提示stack-buffer-overflow。

AddressSanitizer:DEADLYSIGNAL
=================================================================
==17980==ERROR: AddressSanitizer: stack-overflow on address 0x7ffe54cb8ff8 (pc 0x5d9964aa0171 bp 0x7ffe54cb9000 sp 0x7ffe54cb9000 T0)

6. 重复释放内存

代码示例：

#include <stdlib.h>
int main() {int *ptr = malloc(sizeof(int));free(ptr);free(ptr);  // 触发段错误return 0;
}

原因：
多次释放同一块内存会导致堆管理器状态混乱，可能触发段错误或未定义行为。

解决方法：
确保每个malloc对应唯一一次free，释放后指针置空。

7. 多线程资源竞争

代码示例：

#include <pthread.h>
void *thread_func(void *arg) {// 线程被取消后，内存可能被回收
}
int main() {pthread_t tid;pthread_create(&tid, NULL, thread_func, NULL);pthread_cancel(tid);sleep(1);  // 线程资源可能已释放pthread_join(tid, NULL);  // 可能触发段错误return 0;
}