Question

我有一个关于C代码的问题。

#include <stdio.h>

void foo(void){
        int a;
        printf("%d\n",a);
}

void bar(void){
        int a = 42;
}

int main(void){
        bar();foo();
}

显然我应该在编译结束时获得42。 http://www.slideshare.net/olvemaudal/deep-c，幻灯片＃126。但是当我在我的机器上编译它时，我得到了垃圾值(gcc version 4.4.5 (Ubuntu/Linaro 4.4.4-14ubuntu5))

我是否需要关闭一些优化？或者幻灯片的作者是错误的吗？有人可以解释代码的结果吗？如果它是42，你能解释一下如何/为什么？此外，结果在C ++编译器（g ++）上会有任何不同。

Answer 1

不知道你会得到什么。假设我猜测第二个堆栈帧将与最后一个堆栈帧位于同一位置，而var a是第一个变量，它应该被赋予与前一个函数堆栈帧中的a相同的位置。但这不是定义的行为。

Answer 2

访问未初始化的变量只是未定义的行为未定义的行为意味着标准没有指定在某些情况下的行为，包括此行为。编译器甚至可能“让恶魔飞出你的鼻子”（关于UB的流行笑话:)）

在该文章中该程序有效，因为bar的{{1}}和a的{{1}}被放置在同一个内存位置，但这完全没有保险，而你应 永远不要依赖此类行为！

Answer 3

您可以尝试获取所需结果的内容（值从bar传播到foo）：

也许变量a在CPU寄存器中分配而不在堆栈中。为了强制在堆栈上进行分配，请尝试以某种方式使用其地址（&a）。
也许编译器会生成一些代码，用调试模式（0xcdcdcdcd）将未初始化的变量填充到堆栈上 - 我认为gcc不会这样做，但也许我错了？
检查编译器生成的机器代码 - 这是最终方式

Answer 4

当你调用一个函数时，CPU首先在堆栈上推送函数参数，在堆栈上推送返回地址，然后继续跳转到函数的代码。在那里，它通过在堆栈上推送它来保存旧堆栈位置（功能序言）。接下来，它在堆栈上再次分配 a 变量，并将其值设置为42。

在退出函数（函数结尾）时，CPU只需将堆栈指针移回，就可以从堆栈中删除 a 变量，保存旧堆栈位置得到那个旧位置。存储在内存中的值42保持不变！

然后，调用第二个函数并执行相同的过程：

推送参数（我们跳过此步骤，因为没有参数）

推送返回地址（在内存中存储其他函数的返回地址的位置）

推送堆栈位置（与返回地址相同）

分配 a 变量，该变量在内存中与bar（）函数中的 a 变量完全相同！

由于bar的 a 变量初始化为42，该值仍然存在，而foo的 a 通过指向内存中的相同位置来“继承”它。

在调用bar（）之前进行堆栈：

[someThings]<=StackPointer

在bar（）中堆叠：

[someThings][returnAddress][oldStackPointer][a = 42]<=StackPointer

在bar（）之后和foo（）之前堆叠：

[someThings]<-StackPointer {oldStackPointer}{a = 42}

在foo（）中堆叠：

[someThings][newRetAddress][oldStackPointer][a (= 42 as the value was here before)]<=StackPointer

所以，是的，幻灯片的作者是正确的，那些说他错了的人实际上是错的:) （请注意，在没有优化的情况下编译代码很重要）

Answer 5

正如其他人所说，这是未定义的行为。

但是，作者部分正确，在某些体系结构中，局部变量的地址将相同，因此foo将读取bar留在那里的数据。

# gcc x.c; ./a.out
42

这是一种有趣的方式来展示幕后的内容，但不依赖于它，它的架构，编译器和优化依赖：

# gcc -O2 x.c; ./a.out
0

顺便说一句，如果您阅读下一张幻灯片，您将获得所有答案......

Answer 6

该代码的作者正在制作一个很多特定于平台的假设，这些假设一般都不成立。他假设局部变量以特定方式存储在内存中，并且这些位置不会在函数调用之间被覆盖。一般来说，他错了。

这是一个教科书示例未定义的行为 - 它是错误的代码，并且语言标准没有要求编译器执行任何特定的操作。

Answer 7

你的两个'a'变量是本地的，它们包含在里面。 foo（）中'a'占用的内存空间与bar中的'a'不是相同的内存空间。因此，当你初始化bar中的'a'时，当函数返回时，42将被抛弃，并且永远不会影响foo中的a。

Answer 8

由于您正在访问未初始化的变量，因此代码的行为未定义。

话虽如此，该程序很可能在我熟悉的架构上打印42个。然而，即使程序在您的架构上以这种方式运行，依赖于此也是完全愚蠢的。

如果有的话，这种行为甚至可能是一种障碍，因为从未初始化的变量中获取一致的值可能会掩盖错误。

C行为（非初始化值）

8 个答案: