一段神奇的c代码错误分析

源代码

#include <stdio.h>

int main(int argc, char* argv[])
{
        int i = 0;
        int arr[3] = {0};
        printf("first i is %p\n", &i);
        printf("first arr loc is %p\n", &arr);
        for (; i < 3; i++)
        {
                printf("arr %d loc is %p\n", i, &arr[i]);
                printf("i:%d loc is %p\n", i, &i);
                arr[i] = 0;
                printf("hello world\n");
        }
        return 0;
}

输出

在centos7 的机器上编译然后输出得到

first i is 0x7ffd1a10d21c
first arr loc is 0x7ffd1a10d210
arr 0 loc is 0x7ffd1a10d210
i:0 loc is 0x7ffd1a10d21c
hello world
arr 1 loc is 0x7ffd1a10d214
i:1 loc is 0x7ffd1a10d21c
hello world
arr 2 loc is 0x7ffd1a10d218
i:2 loc is 0x7ffd1a10d21c
hello world

神奇的地方来了

将

 for (; i < 3; i++)

改成

 for (; i <= 3; i++)

现在再编译输出会无限循环输出，截取其中的一段得到：

first i is 0x7ffd1a10d21c
first arr loc is 0x7ffd1a10d210
arr 0 loc is 0x7ffd1a10d210
i:0 loc is 0x7ffd1a10d21c
hello world
arr 1 loc is 0x7fff75ecb214
i:1 loc is 0x7fff75ecb21c
hello world
arr 2 loc is 0x7fff75ecb218
i:2 loc is 0x7fff75ecb21c
hello world
arr 3 loc is 0x7fff75ecb21c
i:3 loc is 0x7fff75ecb21c
hello world
arr 1 loc is 0x7fff75ecb214
i:1 loc is 0x7fff75ecb21c
hello world
arr 2 loc is 0x7fff75ecb218
i:2 loc is 0x7fff75ecb21c
hello world
arr 3 loc is 0x7fff75ecb21c
i:3 loc is 0x7fff75ecb21c
.....

为什么会发生这种现象呢？
究其原因是因为

函数体内的局部变量是存在栈上的，且是连续压栈。在Linux进程的内存布局中，栈区在高地址空间，从高向低增长。变量i和arr在相邻的地址，其i比arr的地址大，由于我们只声明数组大小为3，所以如果访问arr[3]其实已经越界了，但是虽然arr[3]是不存在的，但是如果越界访问的话我们可以发现他的地址是0x7fff75ecb21c，这和其实就是i的地址。
所以：

arr[3] = 0;
其实就是
i = 0

所以会一直进入死循环的情况。