为什么这个 print 语句改变了前一个指针？答案

【问题标题】：Why this print statement changes the previous pointer?为什么这个 print 语句改变了前一个指针？
【发布时间】：2013-03-12 16:20:59
【问题描述】：

这是程序：

#include <stdio.h>

main() {
  int * i;
  int * j;
  printf("%d\n", i);
  printf("%d\n", j);
}

我编译运行，结果是：

888086464
0

但是，如果我注释掉第二个 printf

#include <stdio.h>

main() {
  int * i;
  int * j;
  printf("%d\n", i);
  //printf("%d\n", j);
}

输出beomes：

我想知道为什么第二个 printf 会更改指针 i。
而且，C 是如何初始化指针的？据我所知，如果指针未初始化，它的值 Null 将等于 0，对吗？为什么在第一个输出中， i 被初始化了？

编辑：根据你们的建议，我做了一些更改：

#include <stdio.h>

main() {
  int * i;
  int * j;
  printf("%p\n", i);
  printf("%p\n", j);
}

这给了

0x7fff67a361b0
(nil)

但是当我注释掉第二个 printf 时

#include <stdio.h>

main() {
  int * i;
  int * j;
  printf("%p\n", i);
  //printf("%p\n", j);
}

输出为零。我很好奇为什么在有两个 printf 的第一个版本中，只有 j 是 nil 而 i 不是。

【问题讨论】：

除了使用未初始化的数据（未定义）之外，您还使用 %d 格式传递指向 printf() 的指针，这也是未定义的。最好使用%p 或从指针显式转换为int。

标签： c pointers printf

【解决方案1】：

您没有初始化任何一个指针。您正在查看的是未定义的行为。您看到的值只是堆栈中的垃圾值，每次运行时都可能发生变化。

【讨论】：

为什么 i 指向一个垃圾值，而 j 没有？在第一个输出中。
它们都是垃圾值。仅仅因为其中一个恰好是0 并不意味着它仍然不是垃圾。
但是每次运行，秒总是0，我觉得不是巧合吧？
@octref 这绝对是巧合。碰巧你没有运行其他任何东西，所以当你初始化这些变量时，堆栈总是看起来一样。如果你尝试做一些其他的事情（比如预先运行其他函数），那么它们的值可能会改变。
@octref：不，这不仅仅是巧合，而是由您的计算环境的其他方面而不是 C 标准引起的行为。特别是，你没有控制这些方面，所以你不能依赖那里总是一个零。通过充分调查，您可能会发现为什么那里有一个零，这可能是代码初始化环境以准备启动 C 程序的某种结果。但答案不会在 C 语义中。

【解决方案2】：

如果你没有初始化指针，它可以有任何值。

您必须初始化它们。否则你会得到一个undefined behavior。

指针打印的正确方法是：

printf("%p", pointer);

【讨论】：

【解决方案3】：

您可以通过查看为两个版本生成的机器代码来回答您的问题（对于 gcc，这应该是 -S 选项）。

我怀疑在第二个版本中，j 根本没有被创建（因为它没有在任何地方使用），所以 i 是在插槽中创建的将用于j。无论出于何种原因，您的堆栈设置为使前 64 位为0x0000000000000000，后跟0x00007fff67a361b0

IOW，在第一个版本中，您的堆栈看起来像

 Item        Address            00  01  02  03  04  05  06  07   
 ----        -------            --  --  --  --  --  --  --  --
    j        0x8000             00  00  00  00  00  00  00  00
    i        0x8008             00  00  7f  ff  67  a3  61  b0

而在第二个版本中，它看起来像

 Item        Address            00  01  02  03  04  05  06  07   
 ----        -------            --  --  --  --  --  --  --  --
    i        0x8000             00  00  00  00  00  00  00  00
             0x8008             ??  ??  ??  ??  ??  ??  ??  ??

（地址值仅用于说明，不对应任何实际架构）。

为了咯咯笑，将打印语句修改为

printf("%p: %p\n", &i, i);
printf("%p: %p\n", &j, j);

在第一个版本中

printf("%p: %p\n", &i, i);

在第二个。我敢打赌，第二版中为&i（变量i 的地址）打印的值将与为&j（变量j 的地址）打印的值相同。第一个版本。

注意 - 这与 C 语言无关，与您的特定实现（编译器、链接器等）有关。我不相信您正在调用未定义的行为（您没有通过那些无效指针访问任何内存），但是您看到了不显式初始化指针值的危险。

在块范围内声明的没有static 关键字的变量不会被初始化；实例化变量时内存中的任何内容都是初始值，并且该位模式可能不代表该类型的有效值（这称为陷阱表示）。在文件范围（在任何函数之外）或使用 static 关键字声明的变量初始化为 0 或 NULL，具体取决于它是标量类型还是指针类型。聚合类型（数组、结构和联合）的规则稍微复杂一些，但基本原理是相同的。

【讨论】：

这正是我要找的解释，非常感谢！
我刚刚意识到，除了第一个元素全为 0 之外，没有理由让两次运行之间的堆栈相同。您可能需要运行一个调试器来检查两个运行的堆栈版本。但同样，这完全是关于你的具体实现，而不是一般的 C。无法保证相同的代码在使用不同的编译器时会以相同的方式运行。

【解决方案4】：

“未初始化”与“初始化为 0”（或 NULL）非常不同。

变量i 和j 未初始化。他们留下了记忆中的东西。

当您注释掉第二个printf 时，变量j 不再使用。它可能已被编译器优化（意味着根本没有定义）。在这种情况下，i 可能位于不同的位置，具有不同的 未初始化 值。

这实际上是未定义的行为。我的最后一部分纯属猜测，你永远无法确定。

【讨论】：

但是有两个 printf，其中 i 和 j 都用了，为什么一个是 nil 而一个有地址呢？

【解决方案5】：

指针可以容纳任何东西。除非您告诉它，否则 C 不会初始化本地（自动）变量。如果您将它们定义为静态，它们将被初始化为 NULL。

您还应该使用%p 来打印指针，而不是%d。

【讨论】：

【解决方案6】：

C 只会自动初始化static 和全局变量（全局变量在函数的外部声明）为零。自动变量（这就是你的两个指针的调用）不会自动初始化，所以你正在打印“堆栈噪音”（即当你的函数初始化时，堆栈上发生的任何值。打印的值甚至可能会在程序的运行过程中发生变化。如果您希望将它们初始化为NULL，您需要告诉编译器：

int *i = NULL;
int *j = NULL;

【讨论】：

【解决方案7】：

如果你不初始化指针地址，你会得到未定义的行为

在这里您将指针地址打印为 int，这是不正确的，您应该使用 "%p" 而不是 "%d"

【讨论】：

%u 和 %x 期望 unsigned int 和 %d 一样错误。
@EricPostpischil 访问不确定的内存会导致 C90 中的未定义行为，并且无论最新标准的确切措辞如何，现代编译器都将其视为未定义行为。 kqueue.org/blog/2012/06/25/more-randomness-or-less
@EricPostpischil (1) 1.6 术语定义 [...] 未定义行为 --- 使用不可移植或错误程序构造、错误数据或不确定值对象时的行为，[... ]
@EricPostpischil 如果你对“could have been declared with the register storage class”这句话的故事感兴趣，缺陷报告在open-std.org/jtc1/sc22/wg14/www/docs/dr_338.htm
@EricPostpischil 一个不确定的值可能是一个陷阱表示，然后使用它会中止执行。您是否在考虑未指定的值？

【解决方案8】：

And, how does C initialize pointers?

C 没有，你做。

As far as I know, if a pointer is not initialized, it would have value Null which is equal to 0, correct?

错了。如果它没有被初始化，它就没有定义的值。会是垃圾。打印未初始化的变量将导致垃圾，这就是您无法预期输出的原因。

Why in the first output, the i was initialized?

不是，只是碰巧指向 0。

附注：当您打印指针时，您应该使用%p 进行打印。

【讨论】：