指针越界破环堆结构引起的崩溃问题 – realloc(): invalid next size

单步调试C++程序遇到一个之前未遇到的问题，详细记录一下排查过程。

情况说明

使用Vscode IDE进行程序单步调试过程中，状况一是没有顺序执行单步程序，而是乱序执行；状况二是在opencv调用img.clone() 进行图片深拷贝时报错，前提是已经查看了图片的信息确定读取到了一张图片。

排查过程

1. 问题一：乱序执行

原因在于CMakelists中编译优化选项的问题，乱序执行状态，设置如下

set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -O3  -pthread -fopenmp")

-O3 的编译优化，使得程序不按照正常顺序执行，而是以不影响结果的提前下，改变了指令执行顺序，不方便单步调试，可以将其注释掉。

2. 问题二: 在Opencv库函数 .clone()中的copyTo() 崩掉

阶段一

开始认为是函数使用不当，但是发现诡异的情况，我的调用关系如下，在func1中调用了func2，在func2中进行图片的深拷贝，func1中…并未对图片进行处理。

void func1(cv::Mat& img){
    ...
    func2(img);
    }
 
void func2(cv::Mat & img){
    auto res_img = img.clone(); // ***崩溃位置
    ...
    }

查询相关opencv api，也更换了api copyTo()进行尝试，依旧无果。但是过程中在func1函数参数传入之前，进行图片的深拷贝就没问题，此处便是迷惑之处。形式如下：

 auto res_img = img.clone(); // ***没问题
 func1(img);

阶段二

调试过程中将func1中的 … 操作注释掉，此时发现func2中的图片深拷贝又可以了。此时意识到func1中的...操作产生了问题，但是… 操作并未对图片进行处理，那么怎么会对cv::Mat产生影响？
查看func1中的…操作，主要是针对指针的操作，在堆上开辟了一段内存，通过指针进行内存读写，形式如下：

/* func1中的 ... 操作 */
float *p = new float[100];
for(int i=0; i<1000; ++i){ // *** 形式如此，真实不是这么简单，反正指针越界进行了写操作
   *(p+i) = 1;  
}

至此出现标题中的问题：realloc(): invalid next size，最终原因就在于在func1中对指针操作越界了，修改了cv::Mat内存中的某些字段，导致了崩溃的问题。

总结

排查过程中，出现了错误的状态，如果程序中存在指针的操作，一定要注意。有可能出现此类状况，出现错误的地方，不一定是真正错误的地方，而是指针非法操作间接导致的。