为什么下面的输出？

Question

我正在使用 gcc 并编写了一个小程序如下：

#include<stdio.h>

void doing(){
    char buf[4096 + 1];
    printf("buf %d\n", buf);
    printf("buf %f\n", buf);
    printf("buf %d\n", (unsigned) buf);
    printf("buf %s\n", buf+2);
    printf("buf %d\n", buf+2);

}


int main (void){
    char buf[4096 + 1];
    printf("(unsigned) buf %d\n", (unsigned) buf);
    doing();
    printf("(unsigned) buf %d\n", (unsigned) buf);
    return 0;
}

程序的输出是：

(unsigned) buf 2268303
buf 2264159
buf 0.000000
buf 2264159
buf
buf 2264161
(unsigned) buf 2268303

我不知道为什么将 2268303 打印为整数，以及这个 2268303 的值是从哪里来的，一个函数给出的值是 2268303，另一个是 2264159

Answer 1

让我们把它分解一下，看看我们可以对每一行代码说些什么，一个接一个：

int main (void){
    char buf[4096 + 1];

您声明了一个char[4097]，它通常通过在输入main 时调整堆栈指针来分配到堆栈上。数组的内容是不确定的。

    printf("(unsigned) buf %d\n", (unsigned) buf);

数组类型的表达式，除非它是地址（&）、sizeof 或_Alignof 运算符的操作数，或者是用于初始化字符数组的字符串字面量，否则将转换为指针到数组的第一个元素（6.3.2.1 p. 3），因此该行相当于

    printf("(unsigned) buf %d\n", (unsigned) &buf[0]);

获取buf 中第一个字节的地址，将其转换为unsigned 并将结果数字打印为有符号整数。请注意，如果生成的 unsigned 值不能表示为 int，则行为未定义。指针 &buf[0] 到 unsigned 的转换是实现定义的，并且可能会调用未定义的行为 (6.3.2.3 p. 6)。通常，指针值的sizeof(unsigned) 字节被解释为无符号整数（通常包括指针的大小不小于unsigned 的大小）。在你的情况下，结果是

(unsigned) buf 2268303

已打印。下一个

    doing();

那么让我们看看doing：

void doing(){
    char buf[4096 + 1];

声明了另一个char[4097]，通常在进入doing 时通过调整堆栈指针来分配它。这个数组的内容也是不确定的。

    printf("buf %d\n", buf);

同样，char[4097] 类型的表达式buf 被转换为char*，即&buf[0]，然后传递给printf，它需要int 参数。类型不匹配会调用未定义的行为，通常sizeof(int) 指针值的字节被解释为有符号整数。结果是输出

buf 2264159

这强烈暗示doing 中的buf 被分配到距离main 4144 字节的位置，并且堆栈向下增长。

    printf("buf %f\n", buf);

我们再次进行了数组到指针的转换，现在printf 需要一个double 参数，但得到一个char*。更多未定义的行为，表现就是

buf 0.000000

被打印出来。一般无法回答这个问题（毕竟，这是未定义的行为），在 64 位系统上，常见行为是指针或整数类型的 printf 参数在通用寄存器中传递，浮点参数在浮点点寄存器，以便printf 会读取浮点寄存器 - 它恰好包含一个 0 值。

    printf("buf %d\n", (unsigned) buf);

这一行与main对应的行语义相同，但由于是不同的数组buf，所以转换得到的（无符号）整数是不同的。

buf 2264159

它与doing 中的第一个printf 打印相同，这并不奇怪（但不能保证，因为涉及未定义的行为）。

    printf("buf %s\n", buf+2);

buf 被转换为&buf[0]，然后加上 2，得到&buf[2]。这被传递给printf，由于%s 转换需要一个指向char 的0 终止数组的指针作为参数。这是整个程序中唯一的printf 调用，其中printf 的第二个参数的类型与转换说明符所期望的类型完全匹配。但是buf的内容是不确定的，所以如果数组中没有0字节，就会导致printf读取无效。但是，显然buf[2] 是 0，所以只是

buf 

已打印。

    printf("buf %d\n", buf+2);

buf + 2 再次计算为&buf[2]，并且在printf 期望int 的地方通过。类型不匹配会调用未定义的行为，但输出

buf 2264161

表明没有发生任何恶意事件，并且由于&buf[2] 比&buf[0] 落后两个字节，因此打印的数字比doing 的第一个printf 中打印的数字大两个。

}

返回main：

    printf("(unsigned) buf %d\n", (unsigned) buf);

该行与main 中的第一个printf 调用相同，因此具有与上面讨论的相同的语义，

(unsigned) buf 2268303

并产生相同的输出。

    return 0;
}

Answer 2

请阅读 C 基础知识。你会得到答案的。

关于，

一个函数给出的值是 2268303，另一个是 2264159

请注意，一个char buf[] 在main() 中声明，另一个在doing() 中。两者都有不同的存储空间，并且都将在各自的范围内工作。 [读取 C 中变量的作用域]

Answer 3

如果您使用%p，您将获得hex 值。 您还需要更新scope。也通过theselinks。

(unsigned) buf 2268303 // You have defined this in main its a local array so it has                      
                       //2268303 as address. And for an array the array name acts as a 
                       //pointer too
buf 2264159            // You have defined this in fn doing, it is local to that function     
                       //and has a different address (it is a different array than the one 
                       //in your main)

Answer 4

解释如下：

这个：

printf("buf %d\n", buf);

将打印“buf”数组中第一个元素的地址（内存位置）

这个：

printf("buf %f\n", buf);

将尝试从“buf”数组的第一个元素的地址读取浮点数，printf 可能返回零，因为它不知道如何处理它。

这个：

printf("buf %d\n", (unsigned) buf);

将与第一个 printf 执行相同的操作，因为“buf”的地址始终大于或等于零。

这个：

printf("buf %s\n", buf+2);

将尝试从“buf”数组中第一个元素的地址读取浮点数，printf 可能会返回一个空字符串，因为它不知道如何处理它。

最后：

printf("buf %d\n", buf+2);

返回“buf”数组中第三个元素的位置

重要提示： 您声明的两个“buf”数组（一个在 main 中，另一个在 do() 中）是两个不同的数组，即使您给它们提供了相同的名称。 在doing() 里面的“buf”指的是你在那里创建的那个，在main 里面的“buf”也指的是你在那里创建的那个。这就是为什么从内部做或主打印时得到两个不同地址的原因