c编程printf格式搜索表达式

Question

我有一个小问题。 我有这段代码：

#include <stdio.h>

int main(){
    printf("%d, %f, %d\n", 0.9, 10, 'C');
}

输出是这样的：

10, 0.900000, 67

但我早就料到了：

0, 10.0, 67

但是看起来printf在表达式中搜索对应的类型（int和float转了） 谁能帮我解决这个问题？ 非常感谢！

Answer 1

但我早就料到了：……

当格​​式字符串与参数类型的顺序不匹配时，行为未定义。任何事情都有可能发生。你不能期待任何东西（我不明白为什么你会期待 0。也许你希望 printf 使用格式字符串在浮点和整数之间转换参数。它只是没有。它是一个像你一样的可变参数函数可以自己编写，格式字符串对尾随参数的类型进行编码这一事实不用于转换它们）。

现代调用约定对前几个参数使用寄存器，甚至可以对可变参数函数使用寄存器。例如，在 x86-64 上，约定可以是可变参数函数的第一个浮点参数总是可以在浮点寄存器 xmm0 中预期，而整数参数在通用寄存器 %rdi 中传递， %rsi, %rdx, ... 这会产生printf("%f %d", 1, 1.0) 打印浮点参数后跟整数参数的效果。

作为说明，这里有一个简短的程序：

#include <stdio.h>

int main(){
  printf("%d, %f, %d\n", 0.9, 10, 'C');

  printf("%d, %f, %d\n", 10, 0.9, 'C');
}

这是我的编译器（Mac OS X 10.6 上的 Clang）编译程序的方式：

leaq <memory location of format string>, %rbx

movq    %rbx, %rdi
movsd   <memory location of 0.9 constant>, %xmm0
movl    $10, %esi
movl    $67, %edx
movb    $1, %al
callq   _printf

movq    %rbx, %rdi
movl    $10, %esi
movsd   <memory location of 0.9 constant>, %xmm0
movl    $67, %edx
movb    $1, %al
callq   _printf

…

很明显，这两个调用产生了相同的结果。但就其中一种情况而言，它是偶然的，仅适用于这个特定的编译器版本和 ABI，而另一种则尊重标准，必须在任何地方工作。

同样，printf("%d %f", 0.9, 10) 是未定义的行为，您不应在任何情况下使用它。

Answer 2

这是未定义的行为，所以任何事情都可能发生。

%d 需要int，但您传递的是double（不是float），因此printf 占用double 值的4 个字节并将其解释为int。

%f 需要 double，但您传递的是 int。所以它会从int 中取出 4 个字节，并从下一个内存中取出 4 个字节，并将其解释为 double。

你很幸运能传递 16 个字节，而 printf 需要 16 个字节，所以最后一个值是正确的。

Answer 3

唯一正确的期望是获得67 用于使用%d 格式说明符^* 打印字符。其他两个打印输出是未定义的行为。

看起来 printf 在表达式中搜索相应的类型

这只是巧合。 printf 不知道您传递的实际参数的类型。它信任格式字符串，并按顺序解释数据。您可以通过提供不同的数字并观察输出的变化来判断发生了什么。

您看到的数字是垃圾 - double 被重新解释为 int，int 被重新解释为 double。此外，如果double 和int 的大小不同，则前两个参数会相互交叉。

要生成您想要的输出，请将转换添加到前两个参数表达式：

printf("%d, %f, %d\n", (int)0.9, (double)10, 'C');

请注意，您不需要强制转换最后一个参数，因为 char 被提升为 int 作为处理 printf 的可变长度参数列表的一部分。

^* 只有当其他参数和格式说明符之间没有不匹配时，才会产生正确的行为；你的程序有 UB，即使是最后一个参数，如果单独使用它也是正确的。