没有循环或条件语句从 1 打印到 1000 的 C 代码如何工作？答案

【问题标题】：How does the C code that prints from 1 to 1000 without loops or conditional statements work?没有循环或条件语句从 1 打印到 1000 的 C 代码如何工作？
【发布时间】：2011-12-17 18:38:52
【问题描述】：

我发现 C 代码是 prints from 1 to 1000 without loops or conditionals ：但我不明白它是如何工作的。任何人都可以通过代码并解释每一行吗？

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void main(int j) {
  printf("%d\n", j);
  (&main + (&exit - &main)*(j/1000))(j+1);
}

【问题讨论】：

您是编译为 C 还是 C++？你看到什么错误？你不能在 C++ 中调用 main。
@ninjalj 我创建了一个 C++ 项目并复制/粘贴错误代码：非法，左操作数的类型为 'void (__cdecl *)(int)' 并且表达式必须是指向完整的对象类型
@ninjalj 这些代码在 ideone.org 上运行，但在 Visual Studio 中不运行ideone.com/MtJ1M
@oussama 类似，但有点更多难以理解：ideone.com/2ItXm不客气。 :)
我已从这些行中删除了所有 '&' 字符 (&main + (&exit - &main)*(j/1000))(j+1);并且这段代码仍然有效。

标签： c function-pointers

【解决方案1】：

永远不要写那样的代码。

对于j<1000，j/1000 为零（整数除法）。所以：

(&main + (&exit - &main)*(j/1000))(j+1);

相当于：

(&main + (&exit - &main)*0)(j+1);

这是：

(&main)(j+1);

用j+1调用main。

如果j == 1000，则输出相同的行：

(&main + (&exit - &main)*1)(j+1);

归结为

(&exit)(j+1);

这是exit(j+1) 并离开程序。

(&exit)(j+1) 和 exit(j+1) 本质上是相同的 - 引用 C99 §6.3.2.1/4：

函数指示符是具有函数类型的表达式。除了当它是 sizeof 运算符 或一元 & 运算符 的操作数，一个函数指示符类型“函数返回类型”被转换为具有类型“pointer to 函数返回类型"。

exit 是一个函数指示符。即使没有一元 & 地址运算符，它也被视为函数指针。（& 只是明确表示。）

函数调用在 §6.5.2.2/1 及以下内容中进行了描述：

表示被调用函数的表达式应具有类型指向函数的指针返回 void 或返回数组类型以外的对象类型。

所以exit(j+1) 工作是因为函数类型自动转换为指向函数的类型，(&exit)(j+1) 也适用于显式转换为函数指针类型。

话虽如此，上面的代码不符合要求（main 接受两个参数或根本不接受），我相信 &exit - &main 根据 §6.5.6/9 是未定义的：

当两个指针相减时，都应该指向同一个数组对象的元素，或者在数组对象的最后一个元素之后； ...

添加 (&main + ...) 本身是有效的，并且可以使用，如果添加的数量为零，因为 §6.5.6/7 说：

出于这些运算符的目的，指向不是元素的对象的指针 array 的行为与指向长度为 1 的数组的第一个元素的指针相同对象的类型作为其元素类型。

所以在&main 上加零是可以的（但用处不大）。

【讨论】：

foo(arg) 和 (&foo)(arg) 是等价的，它们使用参数 arg 调用 foo。 newty.de/fpt/fpt.html 是一个关于函数指针的有趣页面。
@Krishnabhadra：在第一种情况下，foo 是一个指针，&foo 是该指针的地址。第二种情况，foo是一个数组，&foo等价于foo。
不必要的复杂，至少对于 C99：((void(*[])()){main, exit})[j / 1000](j + 1);
&foo 与 foo 在数组方面不同。 &foo 是指向数组的指针，foo 是指向第一个元素的指针。不过，它们确实具有相同的价值。对于函数，fun 和 &fun 都是指向函数的指针。
仅供参考，如果您查看the relevant answer to the other question cited above，您会发现实际上是符合 C99 的变体。可怕，但真实。

【解决方案2】：

它使用递归、指针运算，并利用整数除法的舍入行为。

对于所有j < 1000，j/1000 术语向下舍入为 0；一旦 j 达到 1000，它的计算结果为 1。

现在，如果您有a + (b - a) * n，其中n 是0 或1，那么如果n == 0，您最终会得到a，如果n == 1，您会得到b。使用&main（main() 的地址）和&exit 表示a 和b，当j 小于1000 时，术语(&main + (&exit - &main) * (j/1000)) 返回&main，否则返回&exit。然后将结果函数指针提供给参数j+1。

整个构造导致递归行为：当j 低于1000 时，main 递归调用自身；当 j 达到 1000 时，它会调用 exit，从而使程序以退出代码 1001 退出（这有点脏，但可以）。

【讨论】：

很好的答案，但有一个疑问......如何使用退出代码 1001 退出？ Main 没有返回任何东西..任何默认返回值？
当 j 达到 1000 时，main 不再递归到自身；相反，它调用 libc 函数exit，该函数将退出代码作为其参数，然后退出当前进程。此时j为1000，所以j+1等于1001，成为退出码。
实际上退出代码将是 233（1001 % 256 或 1001 & 255）。

【解决方案3】：

https://stackoverflow.com/a/7937813/6607497 解释了一切，但对于不耐烦的人来说，这里是等效（可读）代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
    
void main(int j) {
    printf("%d\n", j);
    if (i/1000 == 0)
        main(j+1);
    else
        exit(j+1);
}

所以我猜它的工作原理很明显。唯一真正使用的技巧是“计算的 goto”（&main + (&exit - &main)*(j/1000)），在 j/1000 为零时计算为 main，否则为 exit（实际上是 1）。

也许还要注意程序误用argc为j，所以当你向程序传递参数时它的计数会不同，当你添加超过2000个参数时它很可能会崩溃......

【讨论】：