C代码、指针及其内容。试题

我有一个旧考试的代码

第一次打印生成5a9b1740

问题是第二次打印会产生什么

• x:未知，因为我们不知道*k代表什么
• y:35
• z:ffff ffff。为什么?
• p:5c9b1748。为什么?

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编辑：很抱歉造成混淆，第一个打印是5a9b1740，第二个是5c9b1748。不是5a9b1740，5c961748。在这方面对问题进行了编辑

{
    int x = 4; 
    int y = 15; 
    int *k = &x; 
    int z;
    int *p;

    *k = *k * (*k + 1); /* x = x * (x+1) i.e. 20 */
    y = x + y; /* y = 20 + 15 i.e. 35 */
    k = &z; /* fine, though the content is not initialised */

    int a[] = {7,9,3,8};
    p = a;
    printf("%x\n",(unsigned int)p);
    x = *k + 1; /* x = z +1 which is unknown because content of z still not initialised */
    p = p + 2; /* pointing to 3 now */
    z = *p - 4; /* z= 3 - 4 ; i.e. -1 */
    printf("%d %d %x %x\n",x,y,z,(unsigned int)p);
}

结果将有符号整数（

z

）打印为无符号整数，在本例中，该整数在两个补码十六进制表示中表示为-1，但在32位中显示为无符号整数，即“ffff ffff”。
起初，我被没有初始化的

z

弄糊涂了，但结果证明这是无关紧要的。
在我看来，p的值实际上是不可预测的。
从第一次打印的“5a9b1740”判断，该值应大于两个整数的大小，即大多数系统上的“5a9b1748”。但这与您显示的输出不匹配（在编辑问题之前或之后；请注意5c9b1748-5a9b1740=2000008和5c961748-5a9b1740=1FB 0008。这两者都不能用显示的代码来解释。由于某些原因，人们看不到巨大的差异，只关注少数最不重要的字节…
如果这两个值来自程序的不同运行，那么它可以用有意随机化来解释差异。（感谢格哈德让我寻找解释。）

p.s.第3号： 结果表明，问题中给出的地址不是程序执行的实际结果，而是赋值文本中给出的示例值。因此，有一种可能的输入错误：要么两个地址都以

5c9b…

开头，要么两个地址都以w/

5a9b…

开头

p、 美国第2号： 请同时参考评论。仅检查地址的最后2~4位数字，我忽略了奇怪的地址间隔b/w

print

行的第一和第二个结果

让我们一行一行地说：

• 第1行：

• 第2行：

• 第3行：

• 第4行：

• 第5行：

• 第7行：

• 第8行：

• 第9行：

• 第11行：

• 第12行：

• 第13行：

• 第14行：

• 第15行：

• 第16行：

• 第17行：

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p、 是的，我今天没有别的事可做。

这是明显的未定义的行为。编译器可以按照它喜欢的任何顺序排列变量，甚至可以在没有备份存储的情况下保留变量（它只是将值保存在寄存器中，看到它从未被使用过，或者每次使用它时都可以推断出它的值，并且永远不需要存储它。您不能通过添加到指针来合法地指向引用对象之外。对于一个相当愚蠢的编译器（或者没有任何优化），上面的说法可能是正确的。也可能不是

对于上述示例，请使用例如

gcc-O2-g

编译一些程序并对其进行调试。当单步执行调试器时，调试器通常会在源代码中看似随机地跳转，完全跳过一些语句，告诉您一些变量已优化，等等

x

：未知，因为我们不知道

*k

包含什么

从技术上讲，当执行

x=*k+1；

时，

*k

的值是不确定的，因为它指向

z

，并且

z

当时未初始化。这意味着该值要么是未指定的（即，它可以有任何值）要么是陷阱表示（即，它不表示有效值，并且在读取时可能触发错误）。如果该值恰好是陷阱表示，则会调用读取

在某些情况下，读取未初始化的变量仍然可以是未定义的，即使它不是陷阱表示，但是这里的情况并非如此，因为

z

已获取其地址

y:35

在这一点上：

*k = *k * (*k + 1);
y = x + y;

k

指向

x

，4的值为4，因此第一行与

x=4*（4+1）

相同。这将

x

设置为20，然后将其与

y

（15）的当前值相加，得到35

z:ffff ffff，为什么

p:5c9b1748。为什么

请看以下几行：

p = a;
p = p + 2;
z = *p - 4;

第一行将

p

指向

a

的第一个元素，该指针的值为5a9b1740，与第一行

printf

中的值相同。下一行将其指向该元素之后的两个元素。假设系统上的

int

为4字节，这意味着指针的原始值增加了2*4=8

p

的值现在为5a9b1740+8=5a9b1748

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当

p

现在指向

a

的第三个元素，该元素的值为3时，下一行将

z

设置为-1。然后使用

%x

格式说明符打印该值，该说明符将该值解释为

无符号int

并以十六进制打印。假设2的补码表示为负数（再次）给一个4字节的

int

进行编号，该值的表示形式为

ffffff

。当读取为

无符号int

时，这就是打印的地址。

p:5c961748这是数组a[]在内存堆栈中放置的地址。只需调用“a”表示a的地址，它相当于“&a[0]”，因此它是数组中第一个元素的地址。在第二个

printf

调用中，

z

的十六进制值

ffffffff

取决于一个未声明的假设，即

unsigned int

正好是32位宽。

unsigned int

由于十六进制值

5c961740，已知至少是31位宽先前打印。十六进制值
5c961748
为int y = 15; // y is defined and set to value 15

int *k = &x; // pointer k is set to point x

int z; // z is defined but uninitialized

int *p; // pointer p is defined but uninitialized

*k = *k * (*k + 1);
// k was set to point x (above)
// so, *k = x
// and x = x * (x + 1) => x = 4 * 5 = 20

y = x + y
// y = 20 + 15 = 35

k = &z;
// k is set to point z (but z is still uninitialized)

int a[] = {7, 9, 3, 8};
// array 'a' is defined

p = a;
// p is set to point the first int element of array 'a'

printf("%x\n", (unsigned int)p);
// printing the memory address of p
// same as printing the memory address of array 'a'

x = *k + 1; 
// k was set to point z
// but z is still uninitialized
// so, x = z + 1 is unpredictable so far
// x is, whatever the value z plus 1

p = p + 2; 
// p was set to point first integer element of array 'a'
// so, after p = p + 2, p = address of 'a' + 2 * sizeof(int)
// since sizeof(int) = 4 bytes, p is now address(a) + 8
// p is now pointing to the third element of array 'a'
// that is, p is pointing to '3'; *p = 3

z = *p - 4; 
// p was set to point third element of array 'a'
// *p was '3'
// so, z = *p - 4 means z = 3 - 4 = -1

printf("%d %d %x %x\n", x, y, z, (unsigned int)p);
// x is, what ever the value of z plus 1
// y is 35
// z is -1; its hex representation if ffff ffff
// p is address of array a plus 2; p = &a[0] + 2
// that is; p is now, address of array 'a' + 2 * sizeof(int)

*k = *k * (*k + 1);
y = x + y;

p = a;
p = p + 2;
z = *p - 4;