Häufige Laufzeitfehler in C

Laufzeitfehler treten auf, wenn sich ein Programm unerwartet verhält, und führen häufig zu Abstürzen.

In dieser Lektion lernen Sie:

• Wie Segmentierungsfehler entstehen und wie Sie sie beheben.
• Wie Pufferüberläufe zu Sicherheitslücken führen.
• Wie sich Speicherlecks auf die Leistung auswirken und wie Sie sie vermeiden.

Was ist ein Segmentierungsfehler?

Ein Segmentierungsfehler tritt auf, wenn ein Programm versucht, auf Speicher zuzugreifen, für den es keine Berechtigung hat.

Ursachen:

• Dereferenzieren eines nicht initialisierten oder NULL-Zeigers.
• Zugriff auf Speicher außerhalb der Array-Grenzen.
• Ändern eines schreibgeschützten Speicherbereichs.

Beispiel: Segmentierungsfehler

Dieses Programm verursacht einen Segmentierungsfehler, indem es einen NULL-Zeiger dereferenziert.

#include <stdio.h>

int main() {
    int *ptr = NULL;
    printf("%d\n", *ptr); // Segmentation fault
    return 0;
}

Segmentierungsfehler vermeiden

Tipps zum Vermeiden von Segmentierungsfehlern:

• Initialisieren Sie Zeiger immer, bevor Sie sie verwenden.
• Prüfen Sie vor dem Dereferenzieren, ob ein Zeiger NULL ist.
• Verwenden Sie eine Prüfung der Array-Grenzen.

Was ist ein Pufferüberlauf?

Ein Pufferüberlauf tritt auf, wenn Daten den zugewiesenen Speicherbereich überschreiten.

Beispiel:

char arr[5]; gets(arr);

Dies kann zu unvorhersehbarem Verhalten und Sicherheitslücken führen.

Beispiel: Pufferüberlauf

Dieses Programm demonstriert mithilfe von gets() einen Pufferüberlauf.

#include <stdio.h>

int main() {
    char buffer[5];
    printf("Enter a string: ");
    gets(buffer); // Unsafe, may cause buffer overflow
    printf("You entered: %s\n", buffer);
    return 0;
}

Pufferüberläufe vermeiden

So vermeiden Sie Pufferüberläufe:

• Verwenden Sie fgets() statt gets().
• Prüfen Sie die Eingabegröße, bevor Sie in Arrays schreiben.
• Verwenden Sie speichersichere Funktionen wie snprintf().

Speicherlecks

Ein Speicherleck tritt auf, wenn zugewiesener Speicher nicht freigegeben wird, wodurch Speicher verschwendet wird.

Ursachen:

• Vergessen, nach malloc() free() zu verwenden.
• Überschreiben eines Zeigers, ohne die alte Speicherzuweisung freizugeben.

Zusammenfassung

In dieser Lektion haben Sie gelernt:

• Wie Segmentierungsfehler entstehen und wie Sie sie vermeiden.
• Wie Pufferüberläufe zu Sicherheitsproblemen führen.
• Wie Speicherlecks Systemressourcen verschwenden.

Als Nächstes untersuchen wir Strategien zur Ausnahmebehandlung in C!