Question

遇到一个有趣的采访问题：

test 1:
printf("test %s\n", NULL);
printf("test %s\n", NULL);

prints:
test (null)
test (null)

test 2:
printf("%s\n", NULL);
printf("%s\n", NULL);
prints
Segmentation fault (core dumped)

虽然这可能在某些系统上运行良好，但至少我的投掷会出现分段错误。这种行为最好的解释是什么？以上代码在C。

以下是我的gcc信息：

deep@deep:~$ gcc --version
gcc (Ubuntu/Linaro 4.6.3-1ubuntu5) 4.6.3

Answer 1

首先要做的事情是：printf期待有效（即非NULL）它的％s参数的指针正式传递给NULL 未定义。它可能会打印“（null）”或者它可能会删除您的所有文件硬盘 - 就ANSI而言，要么是正确的行为（至少，这就是哈比森和斯蒂尔告诉我的。）

话虽如此，是的，这是非常奇怪的行为。事实证明发生的事情就是当你像这样做一个简单的printf：

printf("%s\n", NULL);

gcc（ ahem ）非常聪明，可以将其解构为调用 puts。第一个printf，这个：

printf("test %s\n", NULL);

足够复杂，gcc会发出一个真实的调用 printf。

（请注意，gcc会发出有关您的无效printf参数的警告当你编译。那是因为它很久以前就发展出了这种能力解析*printf格式字符串。）

您可以通过使用-save-temps选项进行编译来自行查看然后查看生成的.s文件。

当我编译第一个例子时，我得到了：

movl    $.LC0, %eax
movl    $0, %esi
movq    %rax, %rdi
movl    $0, %eax
call    printf      ; <-- Actually calls printf!

（我添加了评论。）

但是第二个产生了这个代码：

movl    $0, %edi    ; Stores NULL in the puts argument list
call    puts        ; Calls puts

奇怪的是，它不会打印以下换行符。就好像它已经发现这会导致一个段错误所以它没有打扰。（它有它 - 当我编译时它警告我它）。

Answer 2

就C语言而言，原因是你正在调用未定义的行为，任何事情都可能发生。

至于为什么会发生这种情况的机制，现代gcc会优化printf("%s\n", x)到puts(x)，并且puts在看到(null)时没有打印printf的愚蠢代码一个空指针，而printf的常见实现有这种特殊情况。由于gcc无法优化（通常）像这样的非平凡格式字符串，因此当格式字符串中包含其他文本时，{{1}}实际上会被调用。

Answer 3

第7.1.4节（C99或C11）说：

§7.1.4库函数的使用

¶1以下各项陈述均适用，除非在详细说明中另有明确说明   以下描述：如果函数的参数具有无效值（例如值）   在函数域之外，或者程序地址空间之外的指针，   或者是一个空指针，或者是指向不可修改存储的指针   参数不是const限定的）或函数不期望的类型（提升后）   如果参数数量可变，则行为未定义。

由于printf()的规范没有说明当为%s说明符传递空指针时发生的事情，因此行为显然是未定义的。（请注意，传递由%p说明符打印的空指针不是未定义的行为。）

以下是fprintf()家庭行为的“章节和经文”（C2011 - 它是C1999中的不同章节编号）：

§7.21.6.1fprintf函数

s如果不存在l长度修饰符，则参数应为指向初始值的指针   字符数组的元素。 [...]

如果存在l长度修饰符，则参数应为指向初始值的指针   wchar_t类型数组的元素。

p参数应该是指向void的指针。指针的值是   转换为一系列打印字符，在实现定义中   方式。

s转换说明符的规范排除了空指针有效的可能性，因为空指针不指向适当类型的数组的初始元素。 p转换说明符的规范不要求void指针指向特定的任何内容，因此NULL是有效的。

许多实现在传递空指针时打印诸如(null)之类的字符串这一事实是一种很难依赖的善意。未定义行为的美妙之处在于允许这样的响应，但这不是必需的。类似地，允许崩溃，但不是必需的（更可惜的是 - 如果他们在宽容系统上工作然后移植到其他不那么宽容的系统，人们就会被咬伤。）

Answer 4

NULL指针不指向任何地址，并且尝试打印它会导致未定义的行为。未定义意味着由您的编译器或C库决定在尝试打印NULL时要执行的操作。

使用printf的％s说明符打印NULL的行为是什么？

4 个答案:

§7.1.4库函数的使用

§7.21.6.1fprintf函数