Warum läuft meine C-Schleife ewig, wenn ich auf ein Array außerhalb der Grenzen zugreife?

Undefiniertes Verhalten bei der C-Kompilierung

Im angegebenen Code besteht das erwartete Verhalten darin, das Array mc von Index 0 bis 3 zu durchlaufen und Geben Sie die Werte aus, was zu einer Zahlenfolge „0, 1, 2, 3“ führt. Das beobachtete Verhalten ist jedoch eine Endlosschleife, die eine endlose Reihe von „0, 1, 2, 3, ...“ ausgibt.

Die Ursache des Problems liegt in der Zuweisungsanweisung delta = mc[ di]. Dieser Vorgang versucht, auf das Array mc über seine gültigen Indizes hinaus zuzugreifen, insbesondere auf Index 4 (außerhalb der Grenzen). In C ruft ein solcher Zugriff undefiniertes Verhalten hervor, wodurch sich der Compiler auf unvorhersehbare Weise verhalten kann.

In diesem Fall geht der Compiler mit aktivierter Optimierung (z. B. unter Verwendung des Flags -O2) davon aus, dass kein undefiniertes Verhalten auftritt. Konkret folgt daraus, dass di < 4 ist immer wahr, da der Zugriff auf mc[di] außerhalb der Grenzen sonst undefiniert wäre.

Diese Annahme führt zu aggressiven Schleifenoptimierungen. Im optimierten Code ist di < 4-Prüfung wird entfernt und eine bedingungslose Sprunganweisung hinzugefügt. Dadurch wird die beabsichtigte Schleifenbeendigungsbedingung effektiv beseitigt und es entsteht die Endlosschleife.

Das Deaktivieren aggressiver Schleifenoptimierungen mithilfe des Flags -fno-aggressive-loop-optimizations führt dazu, dass sich der Compiler wie erwartet verhält. Es erkennt das Potenzial für undefiniertes Verhalten und verhindert die problematische Optimierung.

Es ist wichtig zu beachten, dass undefiniertes Verhalten in C unvorhersehbare und potenziell schädliche Folgen haben kann. Es wird empfohlen, sich nicht auf undefiniertes Verhalten zu verlassen und Code zu schreiben, der den Sprachspezifikationen entspricht.

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