浮動混亂 - 我很困惑浮點說明符是如何發生的

Question

請考慮以下代碼段

    float a=12.2;
    printf("%f %d",a,a); //output 12.200000 Garbage value

但

    printf("%d %f",a,a);//Output Garbage value Garbage Value

我的問題是為什么在第二個printf中，％d和％f都給出了垃圾值。 我知道這是因為我先用了％d？但是找不到任何正確的解釋..

Answer 1

對數據類型使用錯誤的轉換說明符會調用未定義的行為 。 您可能會得到任何預期或意外結果。

C11：7.21.6格式化輸入/輸出功能：

如果轉換規范無效，則行為未定義.282）如果任何參數不是相應轉換規范的正確類型，則行為未定義。

使用%d要打印的值a （ float在程序的未定義的行為）的結果。

Answer 2

當您在printf使用錯誤的說明符時，可能會發生以下情況。

來電者這樣做：

• 舉例來說，假設堆棧指針當前為100，並且參數以相反的順序被壓入堆棧。
• 對於具有可變參數類型的函數， float參數將轉換為double 。
• 對於printf("%d %f"), a, a) ，調用者首先將最后a放在堆棧上。 調用者通過將堆棧指針更改為92，將a轉換為double ，並將8個字節寫入堆棧，從而產生8個字節的空間。
• 對於第一個a ，調用者將堆棧指針更改為84並將八個字節寫入堆棧。
• 對於格式字符串"%d %f" ，調用者將堆棧指針更改為80並將四字節指針寫入堆棧。

然后printf這樣做：

• printf初始化一個指向參數開始處的指針80。
• 它在80處讀取指向字符串的指針。
• 由於指針是四個字節，因此printf其參數指針更新為指向84。
• 該字符串表示下一個參數是%d ，因此printf需要一個四字節整數，它從84讀取四個字節。
• 由於int是四個字節，因此printf其參數指針更新為指向88。
• 由於從84到91的八個字節包含double的編碼，因此從84到87的四個字節作為int沒有任何意義，而printf打印該位恰好表示的int值。
• 該字符串表示下一個參數是%f ，因此printf需要一個8字節的double ，它從88開始讀取8個字節。
• 從88到95的字節包含從第一個double的末尾開始的四個字節和從第二個double開始的四個字節，因此它們沒有任何意義作為double ， printf打印出該位碰巧代表的任何值。

這不是所有C實現的工作方式，但是當您對printf使用不正確的參數時，可能會發生這種情況。 C標准使行為不確定，因為它不控制實現的工作方式，因此它們的行為可能如上所述，但是它們可能會在寄存器中傳遞某些參數。 在后一種情況下，您會看到不同的行為，例如%d printf打印垃圾，因為沒有將相應的整數寄存器設置為適當的值，但是printf打印了%f的正確值，因為它在浮點中查找它注冊，主叫方沒有地方的價值a在浮點寄存器。

Answer 3

因為你不知道會發生什么。 如果sizeof(float) != sizeof(int) ，你肯定會在第二種情況下得到兩次垃圾值，因為printf從第一個參數中讀取太多字節或太少的字節，所以當讀取下一個參數時它會搞砸參數（假設參數在堆棧上傳遞）。

出現的另一個問題是傳遞的參數被轉換為double ，它通常具有與int不同的大小，然后printf嘗試從double選擇一個int 。 尺寸不匹配（請參閱下面的評論）。

無論哪種方式，這都會調用未定義的行為，因此您實際上無法“期待”任何有意義的事情發生。