C中矩陣的內存分配

Question

爲什麼下面的代碼導致分段錯誤？ （我試圖創建一個同樣大小的兩個矩陣，一個靜態和其他與動態分配）

#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h> 

//Segmentation fault! 
int main(){ 
    #define X 5000 
    #define Y 6000 

    int i; 
    int a[X][Y]; 

    int** b = (int**) malloc(sizeof(int*) * X); 
    for(i=0; i<X; i++){ 
     b[i] = malloc (sizeof(int) * Y); 
    } 
} 

古怪的是，如果我註釋掉矩陣定義之一，代碼運行正常。就像這樣：

#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h> 

//No Segmentation fault! 
int main(){ 
    #define X 5000 
    #define Y 6000 

    int i; 
    //int a[X][Y]; 

    int** b = (int**) malloc(sizeof(int*) * X); 
    for(i=0; i<X; i++){ 
     b[i] = malloc (sizeof(int) * Y); 
    } 
} 

或

#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h> 

//No Segmentation fault! 
int main(){ 
    #define X 5000 
    #define Y 6000 

    int i; 
    int a[X][Y]; 

    //int** b = (int**) malloc(sizeof(int*) * X); 
    //for(i=0; i<X; i++){ 
    // b[i] = malloc (sizeof(int) * Y); 
    //} 
} 

我是一個32位的機器上運行GCC在Linux上。

編輯：檢查是否的malloc（）成功：

#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h> 

//No Segmentation fault! 
int main(){ 
    #define X 5000 
    #define Y 6000 

    int i; 
    int a[X][Y]; 

    int* tmp; 
    int** b = (int**) malloc(sizeof(int*) * X); 
    if(!b){ 
     printf("Error on first malloc.\n"); 
    } 
    else{ 
     for(i=0; i<X; i++){   
      tmp = malloc (sizeof(int) * Y); 
      if(tmp) 
       b[i] = tmp; 
      else{ 
       printf("Error on second malloc, i=%d.\n", i); 
       return; 
      } 
     } 
    }  
} 

什麼也沒有打印出來，當我運行它（當然期待爲 「段錯誤」）

Answer 1

您正在收到分段錯誤，這意味着您的程序試圖訪問尚未分配給其進程的內存地址。數組a是一個局部變量，因此從堆棧分配內存。由於unwind指出a需要120兆字節的存儲空間。這幾乎肯定大於操作系統分配給您的進程的堆棧空間。只要for循環離開堆棧的末尾，就會出現分段錯誤。

在Linux中的堆棧大小由操作系統控制，沒有編譯器，請嘗試以下操作： -

$ ulimit -a 

在響應中，你應該看到一行是這樣的： -

stack size (kbytes)   (-s) 10240 

這意味着每個進程都可以獲得10Mbyte的存儲空間，遠遠不夠您的大型陣列。

您可以使用ulimit -s <stack size>命令調整堆棧大小，但我懷疑它不會允許您選擇120Mbyte堆棧大小！

最簡單的方法是使a爲全局變量而不是局部變量。

Answer 2

這些都是相當大的分配。你有沒有試過檢查以確保malloc（）成功？

您可能會對所有陣列使用malloc（），並檢查每次是否成功。

Answer 3

您的a變量在32位系統上需要5000 * 6000 * 4 = 120 MB的堆棧空間。這可能會違反某些限制，從而導致分段錯誤。

此外，當然有可能malloc()在某些時候失敗，這可能導致您取消引用NULL指針。

Answer 4

你的第三個代碼也不能用（至少在我的系統上）。

試着將內存分配給堆上的數組a而不是（當尺寸很大時）。

Answer 5

嘗試增加堆和棧限制在GCC：

gcc -Wl,--stack=xxxxx -Wl,--heap=yyyyy 

Answer 6

兩個矩陣不適合在你的記憶的極限。您一次只能分配一個。

如果您將Y定義爲3000而不是6000，那麼您的程序不應該發出段錯誤。

Answer 7

堆棧溢出（如何恰當！）可能導致出現分段錯誤，這是您看到的。

在第三種情況下，堆棧指針正被移動到一個無效地址，但是因爲程序退出，所以沒有被用於任何事情。如果你在堆棧分配後進行了任何操作，你應該得到一個段錯誤。

Answer 8

也許編譯器只是將堆棧指針更改爲一些大的值，但從不使用它，因此從不導致內存訪問衝突。

嘗試在第三個例子中初始化A的所有元素？你的第一個例子試圖在堆棧中的A之後分配B，並且訪問高的堆棧（在第一次分配給B時）可能是導致段錯誤的原因。