配列の添え字チェック(安全なJavaと自己責任のC言語）

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配列の添え字チェック(安全なJavaと自己責任のC言語）

2008 / 02 / 16 ( Sat )

次のコードをご覧下さい。for文の継続条件をi<a.lengthとすべきところで、i<=a.lengthとしてしまうという、プログラミングを始めたばかりの頃にありがちな？コードです。(*1)


public class Index {
    public static void main(String args[]) {
	int[] a = new int[10];
	for(int i=0; i<=a.length; i++) a[i] = i;
	for(int i=0; i<=a.length; i++) 
	  System.out.println(a[i]);
    }
}

これをコンパイルして実行すると次のようになります。


$ java Index
Exception in thread "main"
 java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 10
        at Index.main(Index.java:4)

Javaは実行時に配列の添え字をチェックしているため、1つでもオーバーすると"java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException"が投げられます。

では、C言語ではどうでしょうか？

次のコードは先程のJavaのプログラムをC言語で書き直したものです。これをコンパイルして実行してみましょう。


#include < stdio.h >
#define SIZE 10

int main() {
  int i, a[SIZE];
  for(i=0; i<=SIZE; i++) a[i] = i;
  for(i=0; i<=SIZE; i++) printf("%d\n", a[i]);
  return 0;
}

宣言した配列要素数を1つだけオーバーしているにもかかわらず、C言語の場合は何の警告もなく実行できてしまいます。次のコードのように、もう少し多めにオーバーしても警告が出ることなく実行されてしまいます。


#include < stdio.h >
#define SIZE 10
#define OVERSIZE 90

int main() {
  int i, a[SIZE];
  for(i=0; i<=SIZE; i++) a[i] = i;
  for(i=0; i<=SIZE+OVERSIZE; i++) printf("%d\n", a[i]);
  return 0;
}

では、どこまでも参照することができてしまうのでしょうか？次のプログラムを用いて検証してみました。


#include 
#define SIZE 10

int main(int argc, char* argv[]) {
  int i, a[SIZE], oversize = atoi(argv[1]);
  for(i=0; i<=SIZE; i++) a[i] = i;
  for(i=0; i<=SIZE+oversize; i++) printf("%d\n", a[i]);
  return 0;
}

その結果、6000をすぎたあたりでようやくSegmentation faultで止まりました。


     10 [main] a 2956 _cygtls::handle_exceptions:
 Error while dumping state (probably corrupted stack)
Segmentation fault (core dumped)

このように、C言語はよほど大胆に配列サイズをオーバーしない限りエラーが吐かれることはなく、コードミスの検知が遅れてしまいます(*2)特に、配列サイズを少しだけオーバーしてしまった場合など、間違ったか所の発見が困難になることがあります。

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