Пример фрагмента кода на C (с несколькими синтаксически корректными, но семантически опасными строками):
```
#include #include #include
int f(); // может не возвращать значение
int main(void) {
int x; // неинициализированная переменная
int a[5];
int idx = 5;
char *s = "hello"; // строковый литерал (read-only)
char *p = malloc(10); // выделили память
free(p);
char *q = p; // q указывает на освобождённую память
printf("%d\n", x); // чтение неинициализированной переменной
a[idx] = 1; // выход за границы массива
s[0] = 'H'; // модификация строкового литерала
int y = INT_MAX + 1; // знаковое переполнение
printf("%d\n", y);
printf(s); // форматная строка берётся из данных (возможная уязвимость / UB)
int r = f(); // использование значения из функции, которая может не вернуть его
int shift = 32;
int z = 1 << shift; // сдвиг на недопустимое число битов (UB на типичной платформе)
return 0;
}
```
Разница между синтаксисом и семантикой — кратко:
- Синтаксис — правила грамматики языка: какие символы/конструкции допустимы (например, выражение `a[idx] = 1;` или вызов `printf(s);`).
- Семантика — смысл этих конструкций при выполнении: что именно произойдёт в рантайме, какие значения будут получены, какие ограничения есть (например, чтение неинициализированной переменной или выход за границы массива).
Какие синтаксические конструкции выглядят корректно, но приводят к неверному или неопределённому поведению (в коде выше):
- чтение неинициализированной переменной `x` — синтаксически валидно, но чтение `x` даёт неопределённое поведение (UB);
- доступ `a[idx]` при `idx == $5$` для массива `int a[$5$]` — синтаксически корректно, но индекс выходит за границы (валидные индексы $0\dots 4$) → UB;
- модификация строкового литерала `s[0] = 'H'` — синтаксически разрешена запись, но строковые литералы находятся в памяти, которую модифицировать UB (обычно сегфолт или искажение данных);
- использование памяти после `free(p)` через `q` (use-after-free) — синтаксически корректно, семантически UB;
- знаковое целочисленное переполнение `INT_MAX + 1` — выглядит как обычное арифметическое выражение, но для знаковых типов в C это UB;
- вызов `printf(s)` с внешней/данной строкой формата — синтаксически корректно; если в строке есть спецификаторы формата без соответствующих аргументов или вредоносный `%n`, поведение может быть неопределённым или привести к уязвимости;
- отсутствие `return` в функции, объявленной возвращающей значение (`int f()`), — если управление достигает конца функции без `return`, а возвращаемое значение используется, это UB;
- сдвиг на количество битов, равное или превышающее ширину типа (например, `1 << shift` при `shift == $32$` на 32‑битном int) — синтаксически корректно, но сдвиг вне допустимого диапазона даёт UB.
Классификация результатов:
- UB (undefined behavior) — большинство перечисленных примеров (неинициализированное чтение, OOB, use-after-free, знаковое переполнение, некорректный сдвиг, отсутствие return при использовании результата).
- Уязвимость/неопределённые последствия — использование данных как строки формата (`printf(s)`).
Вывод: синтаксическая корректность не гарантирует корректную или безопасную семантику; нужно соблюдать дополнительные правила (инициализация, границы массивов, жизненный цикл памяти, избегать знакового переполнения и т.д.).