C語言：查找給定程序的輸出

Question

所以我有這個main ：

#define NUM 5

int main()
{
    int a[NUM]={20,-90,450,-37,87};
    int *p;

    for (p=a; (char *)p < ((char *)a + sizeof(int) * NUM); )  //same meaning: for (p=a; p<a+NUM;)
        *p++ = ++*p < 60 ? *p : 0;  //same meaning: *(p++)=++(*p)<60?*p:0;

    for(p=a; (char *)p < ((char *)a + sizeof(int) * NUM); )
        printf("\n %d ", *p++);

    return 0;
}

我需要找到輸出是什么。 因此，在嘗試理解而沒有任何想法后，我運行它，這是輸出：

21
 -89
 0
 -36
 0

所以我很樂意解釋如何解決這類問題（我很快就要考試了，我可能會看到這類問題......）

編輯：

一開始我想了解第一個for語句在做什么：

這跳1個integer ？ 這塊里面有什么？

*p++和++*p什么不同

Answer 1

問題類似於為什么這些構造（使用 ++）在 C 中是未定義的行為？ 盡管由於?:運算符內的（微妙）序列點而不是完全重復。

由於程序包含未定義的行為，因此沒有可預測的輸出。

盡管由於?:運算符的內部序列點，子表達式++*p與*p相比以明確定義的方式排序，但對於子表達式的其他組合，情況並非如此。 最值得注意的是，未指定=操作數的計算順序：

C11 6.5.15/3：

操作數的評估是無序的。

*p++與++*p無關。 子表達式的求值順序未指定，並且由於對同一變量存在多個未排序的副作用，因此行為未定義。

類似地， *p++與*p無關。 這也會導致未定義的行為。

總結：代碼已損壞且充滿錯誤。 任何事情都可能發生。 誰給你的任務是不稱職的。

Answer 2

一開始我想了解第一個 for 語句在做什么

這就是人們所說的代碼混淆……困難的部分顯然是這個：

(char *)p < ((char *)a+sizeof(int)*NUM);

好的，我們將 p 轉換為指向 char 的指針，然后將其與從數組 a 中檢索到的另一個指針進行比較，該指針指向經過 a 的第一個元素： sizeof(int)*NUM是數組的大小 - 我們可以得到更多只需有sizeof(a)就很容易，所以(char*)p < (char*)a + sizeof(a)

請注意，如果指針不指向同一個數組或指向后者的末尾（但在本例中確實如此），則比較與 (in-)equality 不同的指針是未定義的行為。

通常，人們會將這種比較作為p < a + sizeof(a)/sizeof(*a) （或sizeof(a)/sizeof(a[0]) ，如果您願意）。

*p++遞增指針並在之后取消引用它，它是p = p + 1; *p = ...縮寫p = p + 1; *p = ... p = p + 1; *p = ... . ++*p ，另一方面，首先取消引用指針並增加它指向的值（注意與*++p的區別，另一個變體 - 你能自己得到嗎？），即它相當於*p = *p + 1 。

整行*p++ = ++*p<60 ? *p : 0; *p++ = ++*p<60 ? *p : 0; 然后應執行以下操作：

• 增加*p的值
• 如果結果小於 60，則使用它，否則使用 0
• 將此分配給*p
• 增加p

但是，這是未定義的行為，因為在p讀寫訪問之間沒有序列點； 你不知道是先評估左邊還是右邊，在前一種情況下，我們會分配a[i] = ++a[i + 1] ，在后一種情況下， a[i] = ++a[i] ！ 你可能用另一個編譯器得到了不同的輸出！！！

然而，這只是兩個最有可能的輸出——實際上，如果陷入未定義的行為，任何事情都可能發生，編譯器可能只是忽略有問題的代碼片段，決定什么都不做（只是從主右退出第一條指令），程序可能會崩潰，甚至可能會關閉太陽......

請注意，具有未定義行為的單個位置會導致整個程序本身具有未定義行為！

Answer 3

真正理解這種東西（內存管理、指針行為等）的唯一方法是自己進行實驗。 無論如何，我聞到有人在試圖以聰明的方式愚弄學生，所以我將嘗試澄清一些事情。

int a[NUM]={20,-90,450,-37,87};
int *p;

內存中的這種結構類似於：

這創建了一個包含 5 個int的向量，到目前為止，還不錯。 考慮到這些數據，顯而易見的舉動是使用p遍歷 a 的元素。 您將執行以下操作：

for(p = a; p < (a + NUM); ++p) {
    printf("%d ", *p);
}

但是，要注意的第一個變化是兩個循環都將指針轉換為char 。 所以，他們將是：

for (p=a;(char *)p<((char *)a+sizeof(int)*NUM); ++p) {
    printf("%d ", *p);
}

代碼不是用指向int的指針指向a ，而是將p轉換為指向char的指針。 假設您的機器是 32 位的。 那么int可能會占用四個字節。 隨着p是一個指針， int ，當你++p ，那么你有效地轉到下一個元素a ，因為透明的編譯器將跳轉四個字節。 如果將int指針轉換為char ，則不能添加NUM並假設您不再是數組的末尾： char存儲在一個字節中，因此((char *)p) + 5將指向在第二元件第二個字節a ，只要它是在開始時指向a之前。 這是您必須調用sizeof(int)並將其乘以NUM ，以獲得數組的末尾。

最后，臭名昭著的*p++ = ++*p<60 ? *p : 0; *p++ = ++*p<60 ? *p : 0; . 這對學生來說是不公平的，因為正如其他人已經指出的那樣，該代碼的行為是未定義的。 讓我們逐個表達。

++*p意思是“訪問p並給結果加 1。如果p指向a的第一個位置，那么結果就是 21。 ++*p不僅返回 21，而且還在內存中存儲了 21你有 20 的地方。如果你只返回 21，你會寫; *p + 1 。

++*p<60 ? *p : 0 ++*p<60 ? *p : 0表示“如果p所指向的值永久加 1 的結果小於60 ，則返回該結果，否則返回 0。

*p++ = x的意思是“存儲的值x中的內存地址指向的p ，然后增量p 。這就是為什么你沒有找到++p或p++中的增量部分for循環。

現在關於整個指令（ *p++ = ++*p<60 ? *p : 0; ），它是未定義的行為（查看@Lundin 的答案以獲取更多詳細信息）。 總之，最明顯的問題是您不知道賦值運算符周圍的哪一部分（左側或右側）將首先被評估。 您甚至不知道賦值運算符右側表達式中的子表達式將如何計算（按哪個順序）。

你怎么能解決這個問題？ 這實際上非常簡單：

for (p=a;(char *)p<((char *)a+sizeof(int)*NUM); ++p) {
    *p = (*p + 1) <60 ? (*p + 1) : 0;
}

並且更具可讀性。 更好的是：

for (p = a; p < (a + NUM); ++p) {
    *p = (*p + 1) <60 ? (*p + 1) : 0;
}

希望這可以幫助。

Answer 4

簡短回答：因為這條線

*p++ = ++*p<60 ? *p : 0;

無法說明程序的行為方式。 當我們訪問右側的*p時，它是使用p的舊值還是新值，即在左側的p++到達它之前還是之后？ C 中沒有規則可以告訴我們。 相反，有一條規則指出，由於這個原因，代碼是undefined 。

不幸的是，提出問題的人不明白這一點，認為“棘手”的代碼行這是一個令人困惑的事情，而不是不惜一切代價避免的事情。