cout 和 printf 之间的 C++ 行为差异答案

【问题标题】：C++ difference in behavior between cout and printfcout 和 printf 之间的 C++ 行为差异
【发布时间】：2019-02-11 20:17:18
【问题描述】：

我有以下代码sn-p：

#include <iostream>
#include <stdio.h>
void foo(int**p)
{
    int y = 5; // memory for this is allocated, say at address 3000, and
               // that position of memory is filled with the value 5

    *p = &y;   //we equal the value (contents) at address 2000 to 3000;
}

int main(int argc, char **argv)
{
    int* p; 
    std::cout << &p << std::endl; 

    // p points to nowhere right now
    foo(&p); //we pass p's address to foo()

    printf("%d\n",*p); 
    std::cout << *p << std::endl;  
}

当我运行此代码时， printf 输出 5 但 std::cout 打印无效数据。谁能解释一下为什么？

【问题讨论】：

y 在foo() 结束时超出范围，因此取消引用p 是未定义的行为。
定义无效数据。你期待什么？
我不确定 "we equal the value (contents) at address 2000 to 3000;" 是什么意思，但听起来你认为p 现在包含该值5?如果是这样，请再次查看 int**p 并注意它有 2 个星号，因此 *p 是 int*（一个指针）。
重要无关说明：// p points to nowhere right now 不正确。 p 指向某处，但由于它未初始化，您不一定知道它指向何处。您可能会看到它指向 null，因为堆栈在启动时被清零，但您不能指望这一点。
@Frank 不幸的是，如果除了上帝真的恨你之外没有其他原因，它可以指向一个有效的对象。剩下的就是争论语义。我坐在“指针会指向”阵营。

标签： c++

【解决方案1】：

我认为有必要深入了解您对 C++ 的基本误解：

// memory for this is allocated, say at address 3000, and
// that position of memory is filled with the value 5

这是“正确的”，因为这是大多数编译器解释代码的方式。但是，就 C++ 语言而言，这是一个实现细节。

从语言的虚拟机角度来看，当您执行以下操作时：

*p = &y;

您是在说：“p 指向的 int 指针对象现在指向对象 y”。就这样。这是通过内存寻址完成的，这又是一个实现细节。

现在，当y 超出范围时，p 成为一个不指向有效对象的指针。取消引用这样的指针是未定义的行为。顺便说一句，即使后来在同一内存位置分配了一个新的 int 对象，这仍然是正确的。

未定义行为的有趣之处在于它是编译器的全权委托。允许假设它永远不会发生，这往往会导致您的程序在发生时执行看似荒谬的指令。

我想我的意思是：除非您正在处理指向 char、unsigned char 或 std::byte 的指针，否则从内存地址的角度考虑指针确实不是要走的路。

【讨论】：

难道 OP 只是想写 **p = y;并将 5 分配给指定的值？提供此修复程序作为选项并回避所有 UB 可能是值得的。
@Jeffrey 那也是 UB，因为原始指针没有指向任何东西。
呃，是的，我错过了原始指针也未初始化的事实

【解决方案2】：

是的，这绝对是指针问题，而不是 cout / printf 问题。

对于来自不直接使用指针的其他语言（例如 Java）的人来说，它们可能会带来很多麻烦。你真的需要完全理解它们才能使用它们。在这种情况下，您不仅在处理指针，而且还在处理指向指针的指针。

在您的具体示例中，方法 foo() 采用指向指针的指针。没关系，但是在这样做之前您确实需要很好地理解指针。

然后它为变量 y 分配（我相信在堆栈上）内存并填充该内存。然后将指针设置为指向 y。

当您的方法返回时，堆栈会重置，并且在堆栈上所做的任何事情都可能被丢弃。你不知道它会发生什么。但在这种情况下，您转身调用 printf()，这是另一个函数调用，它在堆栈上分配空间——与 foo() 所做的范围相同——并将新数据放在那里。您的指针现在指向该新数据。

这就是您要打印的内容。

现在，如果您真正想要的是让 foo() 填充值，那么您真正需要的是：

P 应该是一个 int，而不是 int*，这会改变 main 中的大部分其他代码。
Foo 应该采用 int*，而不是 int**。
最后一行应该是 *p = y，而不是 *p = &y。

换句话说，你传递给 foo 来存储你试图返回的值，而不是在哪里放置地址。

当然，大多数人都会让 foo 返回您的 int 值 :-) 但我假设您正在尝试更好地理解指针，这就是您这样做的原因。

【讨论】：