C语言：查找给定程序的输出

Question

所以我有这个main：

#define NUM 5

int main()
{
    int a[NUM]={20,-90,450,-37,87};
    int *p;

    for (p=a; (char *)p < ((char *)a + sizeof(int) * NUM); )  //same meaning: for (p=a; p<a+NUM;)
        *p++ = ++*p < 60 ? *p : 0;  //same meaning: *(p++)=++(*p)<60?*p:0;

    for(p=a; (char *)p < ((char *)a + sizeof(int) * NUM); )
        printf("\n %d ", *p++);

    return 0;
}

我需要找到输出是什么。 所以在尝试理解之后我运行它，这是输出：

21
 -89
 0
 -36
 0

所以我很乐意解释如何解决这类问题（我很快就要考试了，这类问题我可能会看到..）

编辑：

一开始我想了解第一个forstatement 在做什么：

这个跳转 1 integer ?块内发生了什么？

*p++和++*p有什么区别

Answer 1

这个问题与Why are these constructs (using ++) undefined behavior in C? 类似，但由于?: 运算符内的（微妙）序列点，它不是完全重复的。

由于程序包含未定义的行为，因此无法预测输出。

虽然由于?: 运算符的内部序列点，与*p 相比，子表达式++*p 以明确定义的方式排序，但对于子表达式的其他组合则不是这样。最值得注意的是，未指定对= 的操作数的评估顺序：

C11 6.5.15/3：

操作数的计算是无序的。

*p++ 没有相对于++*p 进行排序。子表达式的求值顺序未指定，由于同一变量有多个未排序的副作用，因此行为未定义。

同样，*p++ 没有相对于*p 进行排序。这也会导致未定义的行为。

总结：代码被破坏并且充满了错误。任何事情都有可能发生。给你任务的人是不称职的。

Answer 2

一开始我想了解第一个 for 语句在做什么

这就是所谓的代码混淆......困难的部分显然是这个：

(char *)p < ((char *)a+sizeof(int)*NUM);

好的，我们将 p 转换为指向 char 的指针，然后将它与从数组 a 中检索到的另一个指针进行比较，该指针指向 a 之后的第一个元素：sizeof(int)*NUM 是数组的大小 - 我们可以得到更多只需拥有sizeof(a)，所以(char*)p < (char*)a + sizeof(a)

请注意，如果指针不指向同一个数组或不指向后者末尾的一个数组（但在本例中是这样），则比较与（不）相等性以外的指针是未定义的行为。

通常情况下，可以将此比较为p < a + sizeof(a)/sizeof(*a)（或sizeof(a)/sizeof(a[0])，如果您愿意的话）。

*p++ 增加指针并在之后取消引用，它是p = p + 1; *p = ... 的缩写。 ++*p，另一方面，首先取消引用指针并增加它指向的值（注意与 *++p 的区别，还有另一个变体 - 你能自己得到它吗？），i。 e.相当于*p = *p + 1。

整行 *p++ = ++*p<60 ? *p : 0; 然后应执行以下操作：

• 增加*p的值
• 如果结果小于60，使用它，否则使用0
• 将此分配给*p
• 递增p

但是，这是未定义的行为，因为p 的读写访问之间没有序列点；你不知道赋值的左边还是右边首先被评估，在前一种情况下我们将分配a[i] = ++a[i + 1]，在后一种情况下，a[i] = ++a[i]！你可能用另一个编译器得到了不同的输出！！！

然而，这只是两个最有可能的输出——实际上，如果陷入未定义的行为，任何事情都可能发生，编译器可能只是忽略有问题的代码，决定不做什么都没有（只是作为第一条指令从 main right 退出），程序可能会崩溃，甚至可能会关闭太阳......

请注意，具有未定义行为的单个位置会导致整个程序本身具有未定义行为！

Answer 3

简答：因为这条线

*p++ = ++*p<60 ? *p : 0;

无法说出程序的行为方式。当我们访问右侧的*p时，是使用p的旧值还是新值，即左侧的p++之前还是之后？ C 中没有规则可以告诉我们。相反，有一条规则表明，由于这个原因，代码是未定义。

不幸的是，提出问题的人不理解这一点，认为“棘手”的代码行是一个令人困惑的事情，而不是不惜一切代价避免的事情。

Answer 4

真正理解这类东西（内存管理、指针行为等）的唯一方法是自己进行实验。无论如何，我闻到有人试图装出聪明的样子来愚弄学生，所以我将尝试澄清一些事情。

int a[NUM]={20,-90,450,-37,87};
int *p;

内存中的这个结构类似于：

这会创建一个包含五个int 的向量，到目前为止，一切都很好。考虑到这些数据，显而易见的举动是使用 p 遍历 a 的元素。您将执行以下操作：

for(p = a; p < (a + NUM); ++p) {
    printf("%d ", *p);
}

但是，首先要注意的变化是两个循环都将指针转换为char。所以，他们将是：

for (p=a;(char *)p<((char *)a+sizeof(int)*NUM); ++p) {
    printf("%d ", *p);
}

代码将p转换为指向char的指针，而不是使用指向int的指针指向a。假设您的机器是 32 位的。那么int 可能会占用四个字节。由于p 是指向int 的指针，当您执行++p 时，您实际上会转到a 中的下一个元素，因为显然您的编译器将跳转四个字节。如果您将 int 指针转换为 char，则不能添加 NUM 并假设您不再是数组的末尾：char 存储在一个字节中，因此 ((char *)p) + 5 将指向到a 的第二个元素中的第二个字节，前提是它之前指向a 的开头。也就是说，您必须调用 sizeof(int) 并将其乘以 NUM，才能得到数组的末尾。

最后是臭名昭著的*p++ = ++*p<60 ? *p : 0;。这对学生来说是不公平的，因为正如其他人已经指出的那样，该代码的行为是未定义的。让我们逐个表达。

++*p的意思是“访问p，结果加1。如果p指向a的第一个位置，那么结果就是21。++*p不仅返回21，而且也将 21 存储在内存中你有 20 的地方。如果你只返回 21，你会写；*p + 1。

++*p<60 ? *p : 0表示“如果p指向的值永久加1的结果小于60，则返回该结果，否则返回0。

*p++ = x的意思是“将x的值存储在p指向的内存地址中，然后递增p。这就是为什么在递增部分找不到++p或p++的原因for 循环。

现在关于整个指令 (*p++ = ++*p<60 ? *p : 0;)，它是未定义的行为（查看@Lundin 的答案以获取更多详细信息）。总之，最明显的问题是您不知道赋值运算符周围的哪个部分（左侧或右侧）将首先被评估。您甚至不知道赋值运算符右侧表达式中的子表达式将如何被求值（以何种顺序）。

你怎么能解决这个问题？其实很简单：

for (p=a;(char *)p<((char *)a+sizeof(int)*NUM); ++p) {
    *p = (*p + 1) <60 ? (*p + 1) : 0;
}

而且更具可读性。更好：

for (p = a; p < (a + NUM); ++p) {
    *p = (*p + 1) <60 ? (*p + 1) : 0;
}

希望这会有所帮助。