C變量分配問題

Question

我認為標題不太適合我的問題。 （我很感激，如果有人建議編輯的話）我正在用“學習C的艱難方法”來學習C。 我正在使用printf使用格式說明符輸出值。 這是我的代碼段：

#include <stdio.h>

int main()
{
    int x = 10;
    float y = 4.5;
    char c = 'c';

    printf("x=%d\n", x);
    printf("y=%f\n", y);
    printf("c=%c\n", c);
    return 0;
}

這按我預期的那樣工作。 我想測試它在轉換方面的行為。 因此，一切正常，除非我通過將char轉換為float來打破這一行：

printf("c=%f\n", c);

好的，我正在編譯它，這是輸出：

~$ cc ex2.c -o ex2
ex2.c: In function ‘main’:
ex2.c:13:3: warning: format ‘%f’ expects argument of type ‘double’, but argument 2 has type ‘int’ [-Wformat=]
printf("c=%f\n", c);
^

該錯誤清楚地告訴我，它無法從int轉換為float ，但這不會阻止編譯器生成目標文件，而令人困惑的部分是在此處運行目標文件：

~$ ./ex2
x=10
y=4.500000
c=c
c=4.500000

如您所見， printf會打印之前打印的最后一個float值。 我用y其他值測試了它，並在每種情況下為c打印y的值。 為什么會這樣？

Answer 1

您的編譯器會警告您有關未定義的行為。 什么都可能發生。 從看起來有用到惡魔般的一切。 關於這個主題的一個很好的參考是每個C程序員應該了解的未定義行為 。

通常，int可以將double轉換為double：

int i = 10;
double d = i; //works fine

printf是一種特殊的功能。 由於可以接受任意數量的參數，因此類型必須完全匹配。 當給定一個char ，它被晉升為int傳入時， printf ，然而，使用%f你給它得到一個double 。 那是行不通的。

這是如何實現自己的可變參數功能，摘自此處 ：

int add_nums(int count, ...) 
{
    int result = 0;
    va_list args;
    va_start(args, count);
    for (int i = 0; i < count; ++i) {
        result += va_arg(args, int);
    }
    va_end(args);
    return result;
}

count是后面的參數數。 函數沒有被告知就無法知道這一點。 printf可以從字符串中的格式說明符推導出來。

另一個相關部分是循環。 它將執行count時間。 每次，它使用va_arg來獲取下一個參數。 注意它如何給va_arg類型。 假定為這種類型。 為了使va_arg調用正常工作，該函數需要依賴調用方傳遞一些提升為int 。

對於printf ，它有一個格式說明符的定義列表，每個格式說明符告訴它要使用的類型。 %d是int 。 %f是double 。 %c也是int因為char被提升為int ，但是printf在形成輸出時需要將該整數表示為字符。

因此，任何采用可變參數的函數都需要調用者的配合。 可能出錯的另一件事是給printf太多了格式說明符。 它將盲目地獲得下一個參數，但是沒有更多參數了。 嗯，哦。

如果還不夠，則該標准在C11（N1570）§7.21.6.1/ 9中明確表示fprintf （用它定義了printf ）：

如果任何參數都不是相應轉換規范的正確類型，則行為未定義。

總之，感謝您的編譯器在不與printf合作時警告您。 它可以使您免於遭受一些非常糟糕的結果。

Answer 2

由於printf是varargs函數，因此無法將參數自動轉換為該函數期望的類型。 調用varargs函數時，參數會進行某些標准轉換，但是這些轉換不會在不同的基本類型之間進行轉換，例如在整數和浮點數之間進行轉換。 確保printf的每個參數的類型適合於相應的格式說明符，這是程序員的責任。 一些編譯器會警告不匹配，因為它們會額外檢查printf ，但是該語言不允許它們轉換類型printf只是一個庫函數，對其調用必須遵循與任何其他函數相同的規則。

Answer 3

這是一個非常籠統的描述，根據所使用的編譯器的不同可能略有不同。

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當調用printf("...",a,b,c) ：

• 字符串"..."的地址被壓入堆棧。

• 每個變量a ， b ， c被壓入堆棧：

  小於4個字節的整數值在壓入堆棧時會擴展為4個字節。

  小於8個字節的浮點值在壓入堆棧時會擴展為8個字節。

• 程序計數器（或稱其為-指令指針）跳轉到內存中函數printf的地址，然后從那里繼續執行。

• 對於傳遞給函數printf的第一個參數所指向的字符串中的每個%字符，該函數從堆棧中加載相應的參數，然后-根據%字符后指定的類型-計算要打印的數據。

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當調用printf("%f",c) ：

• 字符串"%f"的地址被壓入堆棧。

• 變量c值擴展為4個字節，並壓入堆棧。

• 程序計數器（或稱其為-指令指針）跳轉到內存中函數printf的地址，然后從那里繼續執行。

• 函數printf在第一個參數指向的字符串中看到%f ，並從堆棧中加載8個字節的數據。 如您可能理解的那樣，在好的情況下這會產生“垃圾數據”，而在壞的情況下會產生內存訪問沖突。