Cでよく発生する実行時エラー

実行時エラーは、プログラムの実行中に予期しない動作が発生したときに起こり、多くの場合クラッシュの原因になります。

このレッスンでは、次のことを学びます：

• セグメンテーションフォルトが発生する仕組みと、その修正方法
• バッファオーバーフローがセキュリティ脆弱性につながる仕組み
• メモリリークがパフォーマンスに与える影響と、その回避方法

セグメンテーションフォルトとは何ですか？

セグメンテーションフォルトは、プログラムがアクセスを許可されていないメモリにアクセスしようとしたときに発生します。

原因：

• 初期化されていないポインター、またはNULLポインターのデリファレンス
• 配列の範囲外のメモリへのアクセス
• 読み取り専用メモリの変更

例：セグメンテーションフォルト

このプログラムは、NULLポインターをデリファレンスすることでセグメンテーションフォルトを発生させます。

#include <stdio.h>

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

セグメンテーションフォルトを防ぐ

セグメンテーションフォルトを避けるためのヒント：

• 使用前に必ずポインターを初期化します。
• デリファレンスする前に、ポインターがNULLでないか確認します。
• 配列の範囲をチェックします。

バッファオーバーフローとは何ですか？

バッファオーバーフローは、データが割り当てられたメモリ領域を超えたときに発生します。

例：

char arr[5]; gets(arr);

これにより、予測できない動作やセキュリティ脆弱性が発生する可能性があります。

例：バッファオーバーフロー

このプログラムは、gets()を使ってバッファオーバーフローを示します。

#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;
}

バッファオーバーフローを防ぐ

バッファオーバーフローを防ぐには：

• gets()の代わりにfgets()を使います。
• 配列に書き込む前に入力サイズを検証します。
• snprintf()のようなメモリ安全な関数を使います。

メモリリーク

メモリリークは、割り当てたメモリが解放されず、メモリが無駄になる現象です。

原因：

• malloc()の後にfree()を忘れる
• 古い割り当てを解放せずにポインターを上書きする

まとめ

このレッスンでは、次のことを学びました：

• セグメンテーションフォルトが発生する仕組みと、その防止方法
• バッファオーバーフローがセキュリティ問題につながる仕組み
• メモリリークがシステムリソースを浪費する仕組み

次は、Cにおける例外処理の方法について学びます！