初学C语言/C++程序的编写时，可能经常会遇到程序崩溃的现象。一般来说，程序崩溃是由于内存操作不当引发的。但是具体来讲，由哪些原因可以导致程序崩溃呢？以及当程序崩溃时该如何找到错误的位置呢？本教程即是讲解这个问题。

本文的视频讲解在 C/C++学习指南（补充篇）- 单步调试 的第7，8节课。

一、程序崩溃的定位

先给出一个例子，该代码有致命bug，运行时将使程序崩溃。在VC中输入以下代码：

/////////////// 示例1 ////////////////////

#include

#include

struct Object

{

int id;

char name[32];

};

void show(Object* p)

{

printf("Object [%d, %s] \n", p->id, p->name);

}

void test(int id, const char* name)

{

Object* obj = NULL;

show(obj); //<--空指针

}

int main()

{

int aaa = 9801; // 未使用

char* str = "127.0.0.1"; // 未使用

int id = 123;

const char* name = "shafa";

test(id, name);

return 0;

}

12345678910111213141516171819202122232425262728

* 按CTRL+F5运行 显示程序已崩溃，如下图所示：

这种提示意味着代码中存在严重bug，导致了程序崩溃。那么，怎么知道是哪儿出错了呢？

* 按F5启动调试 黄色箭头指向的位置，就是出错的位置。在程序崩溃时，VC会自动地停在导致崩溃的那一行代码上，

注意两点： - 提示的错误为“未处理的异常 0XC000005，读取位置0x00000000时发生访问冲突”。以后凡是看到这种提示，表示错误的原因是“空指针”。 - 在代码编辑器，黄色箭头已经指向了错误的行。

在界面上，点“中断” 在界面上，点开“调用堆栈” 这个窗口里可以直接观察到发生错误的时候、函数栈的各层函数的信息。（ 如果没有显示这个窗口，可从菜单里 “调试 | 窗口 | 调用堆栈”里打开）

二、“调用堆栈”窗口的使用方法

“调用堆栈”窗口里可以观察到： - 函数的调用层次 ：main() -> test(id, name) ->show(p) - 每一次函数里的局部变量(含参变量)的值 - 全部变量的值

（*）从上到下，依次是函数的调用层次 （*）每一行由以下信息组成 Hello.exe!show(Object* p=0x00000000)行12+0xc字节 模块名：Hello.exe 函数名: show 参数值：Object*p = 0x00000000 位置：第12行 可以发现，在main()函数之上还有一些东西，那些就是Windows应用程序的框架。 （3）双击某个函数，可以看到这个函数内的局部变量的值 注：显示的此时此刻（发生错误的时刻），函数栈上的各个层次的所有局部变量的值。观察它们的值，即可有助于程序员判断到底是哪儿写错了。

三、程序崩溃的原因分类

函数栈溢出 一个变量未初化、未赋值，就读取它的值。 （ 这属于逻辑问题，往往是粗心大意的导致的 ）函数栈溢出 （1）定义了一个体积太大的局部变量 （2）函数嵌套调用，层次过深（如无穷递归）数组越界访问 访问数组元素时，下标越界指针的目标对象不可用 （1）空指针 （2）野指针

指针未赋值free/delete释放了的对象不恰当的指针强制转换

3.1 读取未赋值的变量

这种往往是疏忽大意造成的，因为逻辑错误非常明显。

//////////////// 示例 //////////////////

#include

#include

// 求两数的积

int multiply(int m, int n)

{

return m * n;

}

int main()

{

int a, b;

int m = multiply(a, b);//<--这里有错

printf("result: %d \n", m);

return 0;

}

12345678910111213141516

按Ctrl + F5运行 注意其错误提示的特征：“The variable is being used without being initialized”。 显然，a,b都没有初始值，而且也未赋值，那么multiply(a,b)毫无意义、不是正常的逻辑。 按F5启动调试 注意其错误特征：“The variable is being used without being initialized”。 点“中断”，

3.2 函数栈溢出

以下两种情况会导致函数栈溢出： （1）定义了一个体积太大的局部变量 （2）函数嵌套调用，层次过深（如无穷递归）

//////////////////// 示例 //////////////////////

#include

#include

// 局部变量的体积太大

void test()

{

int buf[1024*1024*16]; // 这个变量体积太大

printf("DO NOT define a very large buffer on the stack!");

for(int i = 0; i

{

buf[i] = i;

}

}

int main()

{

test();

return 0;

}

1234567891011121314151617181920

按CTRL+F5运行， 按F5启动调试 注意错误提示的特征：“未处理的异常:0Xc00000FD: Stack overflow” 点“中断”，则黄色箭头停在出错位置。

在调用堆栈里点main， 绿色箭头 表示，从第16行返回后，函数栈发生异常。 结论：当变量体积太大时，应该用malloc或new来动态分配内存。

会导致函数栈溢出的另一种原因：函数递归调用，层次太深，没有终止条件。

///////////////// 示例 /////////////////

#include

#include

void a();

void b();

void a()

{

printf("Calling a() ...\n");

b();

}

void b()

{

printf("Calling b() ...\n");

a();

}

int main()

{

a();

return 0;

}

12345678910111213141516171819202122

则运行时也会崩溃。

3.3 数组越界访问

#include

#include

void test(char* p)

{

for(int i=0; i<5; i++)//<--这里有错

{

p[i] *= 10;

printf("%d \n", p[i]);

}

}

int main()

{

char buf[4] = {1,2,3,4};

test(buf);

return 0;

}

1234567891011121314151617

按CTRL + F5运行 错误特征：” Stack around the variable was corrupted ”

3.4指针的目标对象不可用

请参考 C/C++学习指南（语法篇），第九章，9.5讲的视频讲解

指针指向的对象（内存）必须保证是有效的、可以访问的。 分以下几种情况: （1）空指针 （2）野指针 - 指针未赋值 - free/delete释放了的对象 - 不恰当的指针强制转换

3.4.1 空指针

示例代码

#include

#include

struct Object

{

int id;

char name[32];

};

void show(Object* p)

{

printf("Object [%d, %s] \n", p->id, p->name);

}

void test(int id, const char* name)

{

Object* obj = NULL;

show(NULL);//<--这里有错

}

int main()

{

int id = 123;

const char* name = "shafa";

test(id, name);

return 0;

}

12345678910111213141516171819202122232425

按CTRL+F5运行，显示程序已崩溃 按F5启动调试 错误特征：” 未处理的异常:0xC0000005:读取位置0x00000000时发生访问冲突 “

3.4.2 野指针: 指针未赋值

////////////////// 示例代码 ///////////////

#include

#include

struct Object

{

int id;

char name[32];

};

void show(Object* p)

{

printf("Object [%d, %s] \n", p->id, p->name);

}

int main()

{

Object* p;

show(p);//<--这里有错

return 0;

}

1234567891011121314151617181920

错误特征： The variable is being used without being initialized

此时VC不能自动找到错误的精确位置，应该按照用单步调试的手段，逐步找到出错的行。

3.4.3 野指针: free/delete释放了的对象 指针指向一个动态分配的对象，被free/delete释放之后，该指针不再可用。

#include

#include

#include

struct Object

{

int id;

char name[32];

};

void show(Object* p)

{

printf("Object [%d, %s] \n", p->id, p->name);

}

int main()

{

Object* p = (Object*)malloc(sizeof(Object));

p->id = 123;

strcpy(p->name, "邵发");

free(p); // p指向的内存被释放

p->id = 12; //<--这里有错,不可再对其访问

show(p);

return 0;

}

1234567891011121314151617181920212223242526

[参考习题 #145]

此时VC不能自动找到错误的精确位置，应该按照用单步调试的手段，逐步找到出错的行。

3.4.4 野指针：不恰当的指针强制转换 关于指针强制转换的各种情况，请参考此文: 指针类型的转换 http://tieba.baidu.com/p/4103000163

这样会导致各种类型的错误提示，并没有统一的错误特征。所以指针强制转时，必须要对它有足够的理解才能使用。

#include

int main()

{

int a = 10;

double* p = (double*) &a;

*p = 123.345; // 程序崩溃

return 0;

}

123456789