关于数组被“归零”的困惑

Question

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

static char mem[4];

int main()
{
    int* A = (int*)(mem);

    mem[0] = 0;
    mem[1] = 1;
    mem[2] = 2;
    mem[3] = 3;

    int i;
    A[0] = 5;

    for (i = 0; i<4; i++)
    {
        printf("%d\t", mem[i]);
    }

    printf("\n");
    return 0;
}

我的问题是，为什么打印5 0 0 0而不是5 1 2 3？ 为什么数组“被清除了”？

Answer 1

在你的情况下

A[0] = 5;

将5写为整数 ，其大小大于char （2、4、8，取决于）。

您的系统似乎是little endian，因此在第一个char位置写入5，然后在零位置写入。

请注意，如果sizeof(int)为8（在某些系统上可能会发生），则您的代码将不安全，并会触发未定义的行为，因为它会覆盖mem数组后的内存（更不用说可能会导致操作速度变慢甚至崩溃的未对齐问题）在某些处理器上）

这就是为什么我们必须遵守严格的别名规则，以避免“说谎于编译器”的原因，例如，创建一个union以便编译器可以调整对齐和检查大小。

另一个与Q＆A相关的问题是： 如果在地址中未将字对齐时将char *地址转换为int *，会发生什么情况？

Answer 2

因为在您的系统中sizeof int至少是sizeof(char) 4倍，所以要花4个字节来覆盖您编写的所有内容，因为A是一个指向int的指针。（但是它可能花费更大的时间）（这种情况是通常是）如果不是，这是未定义的行为。

还要注意，我们如何编写它取决于字节序。 在您的情况下，它是小端的。 因此，根据字节顺序，它也可能有所不同。 不管这仅具有实验目的。

还给您一个想法，当sizeof(int)大于4时为什么它是UB-然后您将通过A[0]访问该数组存储器中的一些内存，并尝试对其进行修改并对其进行更改-导致未定义的行为。

Answer 3

您尝试使用int针对char *类型进行别名时，您的代码表现出未定义的行为。 这违反了严格的别名规则，因此您的代码简直是错误的。

char *类型可以别名其他指针类型，但不能相反。 因此，请确保不违反语言的约束。

Answer 4

int* A = (int*)(mem); - >风险每未定义的行为 “如果所得的指针未正确用于该被引用类型对齐，该行为是未定义”。 C11dr§6.3.2.37

因此，其余代码尚无定论。

使用union来解决对齐和抗锯齿问题。

#include <stdio.h>

int main(void) {
  union {
    int i;
    unsigned char mem[sizeof(int)];
  } u;

  for (unsigned i = 0; i < sizeof(int); i++) {
    u.mem[i] = i;
    printf("%hhu\t", u.mem[i]);
  }
  printf("\n");

  u.i = 5;

  for (unsigned i = 0; i < sizeof(int); i++) {
    printf("%hhu\t", u.mem[i]);
  }
  printf("\n");
  return 0;
}

输出（可能因您的机器而异）

0   1   2   3   
5   0   0   0

原因：既然已从代码中删除了未定义的行为 UB， Jean-FrançoisFabre好的答案就解释了这些区别。