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[24384] 2015-10-14_看完这些问题后，你还会说自己懂C语言么？

文档创建者：s7ckTeam
浏览次数：7
最后更新：2025-01-18
2015-10-14_看完这些问题后，你还会说自己懂C语言么？ 看 完 这 些 问 题 后 ， 你 还 会 说 自 己 懂   C   语 言 么 ？ L i n u x 中 国   2 0 1 5 - 1 0 - 1 4 这 篇 文 章 的 目 的 是 让 每 个 程 序 员 （ 特 别 是   C   程 序 员 ） 说 ： 我 真 的 不 懂   C 。 我 想 要 让 大 家 看 到   C   语 言 的 那 些 阴 暗 角 落 比 我 们 想 象 中 更 近 ， 甚 至 那 些 平 常 的 代 码 中 就 包 含 着 未 定 义 的 行 为 。
这 篇 文 章 设 置 了 一 系 列 的 问 题 和 答 案 。 所 有 的 例 子 都 是 从 源 代 码 中 单 独 分 离 出 来 的 。 1 、 这 段 代 码 正 确 吗 ？ Q ： 这 段 代 码 正 确 吗 ？ 是 否 会 因 为 变 量 被 定 义 了 两 次 而 导 致 错 误 的 出 现 ？ 注 意 这 是 源 于 同 一 个 源 码 文 件 ， 而 不 是 函 数 体 或 代 码 段 的 一 部 分 。 A ： 是 的 ， 这 段 代 码 是 正 确 的 。 第 一 行 是 临 时 的 定 义 直 到 编 译 器 处 理 了 第 二 行 的 定 义 之 后 才 成 为 正 式 的 “ 定 义 ” 。 2 、 这 段 代 码 正 确 吗 ？ Q :   这 样 写 的 结 果 是 即 使   x   是 空 指 针   b a r ( )   函 数 都 会 被 调 用 ， 并 且 程 序 不 会 崩 溃 。 这 是 否 是 优 化 器 的 错 误 ， 或 者 全 部 是 正 确 的 ？ A :   全 部 都 是 正 确 的 。 如 果   x   是 空 指 针 ， 未 定 义 的 行 为 出 现 在 第   ( 1 )   行 ，   没 有 人 欠 程 序 员 什 么 ， 所 以 程 序 并 不 会 在 第   ( 1 )   行 崩 溃 ，   也 不 会 试 图 在 第   ( 2 )   行 返 回 假 如 已 经 成 功 运 行 第   ( 1 )   行 。 让 我 们 来 探 讨 编 译 器 遵 循 的 规 则 ， 它 都 按 如 下 的 方 式 进 行 。 在 对 第   ( 1 )   行 的 分 析 之 后 ， 编 译 器 认 为   x   不 会 是 一 个 空 指 针 ， 于 是 第   ( 2 )   行 和   第   ( 3 )   行 就 被 认 定 为 是 没 用 的 代 码 。 变 量   y   被 当 做 没 用 的 变 量 去 除 。 从 内 存 中 读 取 的 操 作 也 会 被 去 除 ， 因 为   * x   并 不 符 合 易 变 类 型 （ v o l a t i l e ） 。 这 就 是 无 用 的 变 量 如 何 导 致 空 指 针 检 查 失 效 的 例 子 。 3 、 优 化 后 结 果 是 否 不 同 ？ 有 这 样 一 个 函 数 ： 1 .   i n t   i ; 2 .   i n t   i   =   1 0 ; 1 .   e x t e r n   v o i d   b a r ( v o i d ) ; 2 .   v o i d   f o o ( i n t   * x ) 3 .   { 4 .       i n t   y   =   * x ;     / *   ( 1 )   * / 5 .       i f ( ! x )               / *   ( 2 )   * / 6 .       { 7 .           r e t u r n ;         / *   ( 3 )   * / 8 .       } 9 .       b a r ( ) ; 1 0 .       r e t u r n ; 1 1 .   } 1 .   # d e f i n e   Z P _ C O U N T   1 0
有 人 想 要 按 如 下 方 式 来 优 化 它 ： Q ： 调 用 原 始 的 函 数 和 调 用 优 化 后 的 函 数 ， 对 于 变 量   z p   是 否 有 可 能 获 得 不 同 的 结 果 ? A ： 这 是 可 能 的 ， 当   y p   = =   z p   时 结 果 就 不 同 。 4 、 是 否 可 能 返 回 无 穷 大 ？ Q :   这 个 函 数 是 否 可 能 返 回 无 穷 大 （ i n f ）   ？ 假 设 浮 点 数 运 算 是 按 照 I E E E   7 5 4   标 准 （ 大 部 分 机 器 遵 循 ） 执 行 的 ，   并 且 断 言 语 句 是 可 用 的 （ N D E B U G   并 没 有 被 定 义 ） 。 2 .   v o i d   f u n c _ o r i g i n a l ( i n t   * x p ,   i n t   * y p ,   i n t   * z p ) 3 .   { 4 .       i n t   i ; 5 .       f o r ( i   =   0 ;   i   <   Z P _ C O U N T ;   i + + ) 6 .       { 7 .           * z p + +   =   * x p   +   * y p ; 8 .       } 9 .   } 1 .   v o i d   f u n c _ o p t i m i z e d ( i n t   * x p ,   i n t   * y p ,   i n t   * z p ) 2 .   { 3 .       i n t   t m p   =   * x p   +   * y p ; 4 .       i n t   i ; 5 .       f o r ( i   =   0 ;   i   <   Z P _ C O U N T ;   i + + ) 6 .       { 7 .           * z p + +   =   t m p ; 8 .       } 9 .   } 1 .   d o u b l e   f ( d o u b l e   x ) 2 .   { 3 .       a s s e r t ( x   ! =   0 . ) ; 4 .       r e t u r n   1 .   /   x ; 5 .   }
A ： 是 的 ， 这 是 可 以 的 。 通 过 传 入 一 个 非 规 范 化 的   x   的 值 ， 比 如   1 e - 3 0 9 . 5 、 找 出   b u g Q :   上 面 提 供 的 函 数 应 该 返 回 以 空 终 止 字 符 结 尾 的 字 符 串 长 度 ， 找 出 其 中 存 在 的 一 个   b u g   。 A :   使 用   i n t   类 型 来 存 储 对 象 的 大 小 是 错 误 的 ， 因 为 无 法 保 证   i n t   类 型 能 够 存 下 任 何 对 象 的 大 小 ， 应 该 使 用   s i z e _ t 。 6 、 为 什 么 是 死 循 环 ？ 1 .   i n t   m y _ s t r l e n ( c o n s t   c h a r   * x ) 2 .   { 3 .       i n t   r e s   =   0 ; 4 .       w h i l e ( * x ) 5 .       { 6 .           r e s + + ; 7 .           x + + ; 8 .       } 9 .       r e t u r n   r e s ; 1 0 .   } 1 .   # i n c l u d e   < s t d i o . h > 2 .   # i n c l u d e   < s t r i n g . h > 3 .   i n t   m a i n ( ) 4 .   { 5 .       c o n s t   c h a r   * s t r   =   " h e l l o " ; 6 .       s i z e _ t   l e n g t h   =   s t r l e n ( s t r ) ; 7 .       s i z e _ t   i ; 8 .       f o r ( i   =   l e n g t h   -   1 ;   i   > =   0 ;   i - - ) 9 .       { 1 0 .           p u t c h a r ( s t r [ i ] ) ; 1 1 .       } 1 2 .       p u t c h a r ( ' n ' ) ; 1 3 .       r e t u r n   0 ; 1 4 .   }
Q :   这 个 循 环 是 死 循 环 。 这 是 为 什 么 ？ A :   s i z e _ t   是 无 符 号 类 型 。   如 果   i   是 无 符 号 类 型 ，   那 么   i   > =   0   永 远 都 是 正 确 的 。 7 、 结 果 不 同 ？ 这 个 程 序 分 别 用 两 个 不 同 的 编 译 器 编 译 并 且 在 一 台 小 端 字 节 序 的 机 器 上 运 行 。 获 得 了 如 下 两 种 不 同 的 结 果 ： Q ： 你 如 何 解 释 第 二 种 结 果 ？ A ： 所 给 程 序 存 在 未 定 义 的 行 为 。 程 序 违 反 了 编 译 器 的 强 重 叠 规 则 （ s t r i c t   a l i a s i n g ） 。 虽 然   i n t   在 第   ( 2 )   行 被 改 变 了 ， 但 是 编 译 器 可 以 假 设 任 何 的   l o n g   都 没 有 改 变 。 我 们 不 能 间 接 引 用 那 些 和 其 他 不 兼 容 类 型 指 针 相 重 名 的 指 针 。 这 就 是 编 译 器 之 所 以 可 以 传 递 和 在 第 一 行 的 执 行 过 程 中 被 读 取 的 相 同 的   l o n g   ( 第 ( 3 ) 行 ) 的 原 因 。 8 、 代 码 是 否 正 确 ？ 1 .   # i n c l u d e   < s t d i o . h > 2 .   v o i d   f ( i n t   * i ,   l o n g   * l ) 3 .   { 4 .       p r i n t f ( " 1 .   v = % l d n " ,   * l ) ;   / *   ( 1 )   * / 5 .       * i   =   1 1 ;                                     / *   ( 2 )   * / 6 .       p r i n t f ( " 2 .   v = % l d n " ,   * l ) ;   / *   ( 3 )   * / 7 .   } 8 .   i n t   m a i n ( ) 9 .   { 1 0 .       l o n g   a   =   1 0 ; 1 1 .       f ( ( i n t   * )   & a ,   & a ) ; 1 2 .       p r i n t f ( " 3 .   v = % l d n " ,   a ) ; 1 3 .       r e t u r n   0 ; 1 4 .   } 1 .   1 .   v = 1 0         2 .   v = 1 1         3 .   v = 1 1 2 .   1 .   v = 1 0         2 .   v = 1 0         3 .   v = 1 1 1 .   # i n c l u d e   < s t d i o . h > 2 .   i n t   m a i n ( )
Q :   这 个 代 码 是 否 是 正 确 的 ？ 如 果 不 存 在 未 定 义 行 为 ， 那 么 它 会 输 出 什 么 ？ A :   是 的 ，   这 里 使 用 了 逗 号 运 算 符 。 首 先 ， 逗 号 左 边 的 参 数 被 计 算 后 丢 弃 ， 然 后 ， 右 边 的 参 数 经 过 计 算 后 被 当 做 整 个 运 算 符 的 值 使 用 ， 所 以 输 出 是   1 0   2   1 0 。 注 意 在 函 数 调 用 中 的 逗 号 符 号 （ 比 如   f ( a ( ) ,   b ( ) ) ） 并 不 是 逗 号 运 算 符 ， 因 此 也 就 不 会 保 证 运 算 的 顺 序 ， a ( )   和   b ( )   会 以 随 机 的 顺 序 计 算 。 9 、 结 果 是 什 么 ？ Q :   函 数   a d d ( U I N T _ M A X ,   1 )   的 结 果 是 什 么 ？ A ： 对 于 无 符 号 数 的 溢 出 结 果 是 有 定 义 的 ， 结 果 是   2 ^ ( C H A R _ B I T   *   s i z e o f ( u n s i g n e d   i n t ) )   ， 所 以 函 数   a d d   的 结 果 是   0   。 1 0 、 结 果 是 什 么 ？ Q ： 函 数   a d d ( I N T _ M A X ,   1 )   的 结 果 是 什 么 ？ A ： 有 符 号 整 数 的 溢 出 结 果 是 未 定 义 的 行 为 。 1 1 、 是 否 有 未 定 义 行 为 ？ 2 .   i n t   m a i n ( ) 3 .   { 4 .       i n t   a r r a y [ ]   =   {   0 ,   1 ,   2   } ; 5 .       p r i n t f ( " % d   % d   % d n " ,   1 0 ,   ( 5 ,   a r r a y [ 1 ,   2 ] ) ,   1 0 ) ; 6 .   } 1 .   u n s i g n e d   i n t   a d d ( u n s i g n e d   i n t   a ,   u n s i g n e d   i n t   b ) 2 .   { 3 .       r e t u r n   a   +   b ; 4 .   } 1 .   i n t   a d d ( i n t   a ,   i n t   b ) 2 .   { 3 .       r e t u r n   a   +   b ; 4 .   } 1 .   i n t   n e g ( i n t   a ) 2 .   {
来 源 ： 伯 乐 在 线 原 文 ： h t t p : / / k u k u r u k u . c o / h u b / p r o g r a m m i n g / i - d o - n o t - k n o w - c 作 者 ：   D m i t r i   G r i b e n k o 译 文 ： h t t p : / / b l o g . j o b b o l e . c o m / 9 2 5 7 7 / 译 者 ：   x x m e n Q ： 这 里 是 否 可 能 出 现 未 定 义 的 行 为 ？ 如 果 是 的 话 ， 是 在 输 入 什 么 参 数 时 发 生 的 ？ A ： n e g ( I N T _ M I N ) 。 如 果   E C M   用 附 加 码 （ 补 码 ） 表 示 负 整 数 ，   那 么   I N T _ M I N   的 绝 对 值 比   I N T _ M A X   的 绝 对 值 大 一 。 在 这 种 情 况 下 ， - I N T _ M I N   造 成 了 有 符 号 整 数 的 溢 出 ， 这 是 一 种 未 定 义 的 行 为 。 1 2 、 是 否 有 未 定 义 行 为 ？ Q ： 这 里 是 否 可 能 出 现 未 定 义 的 行 为 ？ 如 果 是 的 话 ， 是 在 什 么 参 数 上 发 生 的 ？ A ： 如 果   E C M   用 附 加 码 表 示 负 数 ，   那 么   d i v ( I N T _ M I N ,   - 1 )   导 致 了 与 上 一 个 例 子 相 同 的 问 题 。 3 .       r e t u r n   - a ; 4 .   } 1 .   i n t   d i v ( i n t   a ,   i n t   b ) 2 .   { 3 .       a s s e r t ( b   ! =   0 ) ; 4 .       r e t u r n   a   /   b ; 5 .   }
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