内存地址和内容

Question

我已经写了

int a;
printf("addr = %p and content = %x\n", (void*)(&a), *(&a));
printf("addr = %p and content = %x\n", (void*)(&a)+1, *(&a)+1);

我在输出中看到的是

addr = 0x7fffffffde3a and content = 55554810
addr = 0x7fffffffde3b and content = 5555

我希望在每个地址中看到一个字节。 但是，我看不到这样的东西。 为什么？

Answer 1

首先，指针算法和取消引用运算符支持数据类型。

请记住，一种指针算术（它比数组的最后一个元素生成一个指针）是有效的，但是尝试取消对生成的指针的引用是未定义的行为。

尝试取消引用指向无效内存位置的指针是未定义的行为 。

那就是

引用C11 ，

一元*运算符表示间接。 [...]如果操作数的类型为“类型的指针” ，则结果的类型为“ type” 。

因此，在你的情况， *(&a)是相同的a ，它的类型的int ，并且格式说明打印存储在整数值a 。

如果你想看到的逐字节的值，则需要将指针（地址投a ）到char * ，然后，解引用指针看到存储在每个字节的值。

因此， (void*)(&a)+1应该更改为(char*)(&a)+1以指向内存的下一个字节。

Answer 2

您已经使用了格式指令%x 。 %x需要一个unsigned int 。 您传递给printf的相应参数的类型不会改变它。 无论传递给它什么， printf都会从其参数读取一个unsigned int值。 如果您传递的内容与printf读取的内容不兼容，则程序的行为是不确定的。

您碰巧通过了一个int 。 一个int是不是一个unsigned int ，但它是足够接近，当你阅读int期待一个unsigned int的值保持不变，如果该整数为正数或零。 负整数映射到一个较大的正值（ UINT_MAX - a在使用二进制补码表示的机器上，这几乎是所有机器）。

如果在希望获得int （是否带符号）时将char （是否带符号）传递给printf ，则由于C语言的另一个功能（即促销），该行为是明确定义的。 是小于整数类型的值int （即char和short ）转换为int ¹。 因此，以下程序段定义明确，并在地址p处显示了一个字节的值（假设…被一个有效的指针值代替）：

unsigned char p = …;
printf("addr = %p and content = %x\n", (void*)p, *p);

*(&a)是一回事a 。 要只看到a一个字节，可以将指针&a unsigned char *转换为unsigned char *类型。

printf("addr = %p and content = %x\n", (void*)&a, *(unsigned char *)(&a));

这将打印的代表性的一个字节a在内存中。 注意，表示形式取决于机器的字节序 。

您的代码段不会初始化a ，所以在第一次调用printf打印任何垃圾正好处于的位置， a在内存中在这个时候。 假设int没有任何陷阱表示 ，实际上在所有C实现中都是如此。

第二个调用printf尝试打印*(&a)+1 。 这只是a+1 。 您得到的输出令人惊讶：您确定实际上没有使用*(&a+1)运行程序吗？ 这似乎是您想要探索的。 使用*(&a+1) ，您的程序的行为将是不确定的，因为它看起来比a过去一个int ，而a不在两个或多个int的数组中。 在实践中，您很可能会获得堆栈中低于a任何内容，但这并不是您可以依靠的。

如果要查看内存中a开头之后1处的字节值，则需要先将指针转换为字节指针。 将整数n添加到指针时，这不会将n添加到指针中存储的地址 ，而是将n添加到指针本身 。 这仅在指针指向数组内的值时才有用。 然后p + n指向n数组元素过去p 。 实际上， p[n]等效于*(p+n) 。 如果要将地址加1，则需要获取一个字节指针，即，指向unsigned char的指针。 对比：

int a[2] = {0x12345678, 0x9abcdef0};
printf("addr = %p and content = %x\n", (unsigned char*)(&a) + 1, *((unsigned char*)(&a) + 1));
printf("addr = %p and content = %x\n", (&a) + 1, *((&a) + 1));

如果int至少由两个字节组成（在C语言中不是严格强制的，但在除少数嵌入式系统之外的所有情况下都是如此），这是定义良好的（但是具有实现定义的值，因为它取决于平台的字节序） ）。

(void*)(&a) + 1不是标准C，因为void没有大小，因此进一步移动指针以void一个void元素void也没有意义。 但是，某些实现（例如GCC）将void*视为字节指针，就像unsigned char * ，因此向void*添加一个整数会将此整数添加到指针中存储的地址。

¹ _{或如果较小的类型不适合带符号的int ，则为unsigned int ，例如在short和int具有相同大小的平台上。}

Answer 3

如果要打印字节，请使用字节播放：

• 对指针使用unsigned char*或uint8_t*
• 使用％hhx告诉printf输入值是字符长度。

例：

int a = 0x12345678;

printf("addr = %p and content = %hhx\n", (void*)&a,     *(uint8_t*)&a);
printf("addr = %p and content = %hhx\n", ((void*)&a)+1, *((uint8_t*)&a+1));

结果在我的小端环境中：

addr = 0xbedbacac and content = 78
addr = 0xbedbacad and content = 56

并且不要忘记使用*((uint8_t*)&a+1)而不是*(uint8_t*)&a+1 。 在该示例中，后者将返回79（78 + 1）。