C程序，不同源代码中两个同名变量，不带extern

Question

我有一个奇怪的问题。 这是两个源代码。

/*---main.c---*/
#include <stdio.h>
int d=100;
int x=200;
void p1(void);
int main() {
    p1();
    printf("d=%d,x=%d\n",d,x);
    return 0;
}

/*---p1.c---*/
double d;
void p1() {
    d=1.0;
}

我编译代码和链接。 我收到警告：

/usr/bin/ld: Warning: alignment 4 of symbol `d' in /tmp/ccuZEbnu.o is smaller than 8 in /tmp/ccrTyML7.o

我执行程序并得到结果d=0,x=1072693248，为什么不是d=100,x=200？ 这太奇怪了，我无法理解。我尝试打印d和x的地址，发现两个源代码中变量d的地址完全一样。我认为不同源代码中的两个变量d应该是不同的，因为它没有extern。

我是新手。对不起我的英语不好。提前感谢您的帮助。

Answer 1

我尝试在 STFW 之后解释这个问题。 首先，全局变量默认为extern，所以两个变量的地址相同。 d 是什么类型的？我认为应该是int。这与链接阶段的强符号和弱符号有关。我尝试printf("sizeof(d)=%u\n", sizeof(d))，然后我会得到结果：sizeof(d)=4。我还打印了d 和x 的地址，它们相差4 个字节。 但是如何解释p1.c 中的行为？我给出我的理解：

void p1()
{
    *(double *)(&d) = 1.0;
}

由于d和x的地址相差4个字节，而double的大小是8个字节，所以这段代码同时改变了x的值。 如有错误，请指出。

Answer 2

程序具有未定义的行为，因为具有外部链接的名称 d 在同一文件范围内定义了两次。

所以链接器似乎只定义了外部变量 d 声明为具有double 类型。在这种情况下，由于double 类型的大小等于8，那么大小等于4 的int 类型的对象占用分配的内存的一半，由于以下原因设置为零本次作业

d=1.0;

这是一个演示程序，展示了如何在内部表示例如具有值 1.0 的 double 类型的对象。

#include <stdio.h>

int main(void) 
{
    double d = 1.0;
    
    for ( char *p = ( char * )&d; p < ( char * )&d + sizeof( double ); ++p )
    {
        char c = *p >> 4 & 0x0f;
        if ( c > 9 ) c = c - 10 + 'A';
        else c += '0';
        putchar( c );
        c = *p & 0x0f;
        if ( c > 9 ) c = c - 10 + 'A';
        else c += '0';
        putchar( c );
    }

    putchar( '\n' );
    
    return 0;
}

程序输出是

000000000000F03F

如您所见，double 数的内部表示的长度等于 4 字节的一部分由全零组成。

在生成的对象代码中选择这部分作为int类型的对象。

现在，如果您要像这样以十六进制输出值 x=1072693248

printf( "%x\n",  1072693248u );

你会得到

3ff00000

也就是双数d的内部表示的后半部分。

因此，要么在其中一个模块中重命名变量 d，要么使用存储说明符 static 使用内部链接声明它。