在C中，將struct作為參數傳遞給printf的預期行為是什么？

Question

第二次嘗試

好吧，也許我第一次嘗試提問這個問題太混亂了。 所以，我們再來一次......

在一個帶有可變數量參數的函數中，比如printf ，當你傳遞一個struct時，你應該期望生成什么樣的代碼？

基於這段代碼，我問這個問題：

#include <stdio.h>

struct edge{
    int v1, v2;
};

int main(void){
    struct edge edges;

    edges.v1=5;
    edges.v2=20;

    printf("'%d'\n",  edges);

return 0;
}

在我的Windows框中編譯時，它傳遞2個整數參數：

    .file   "simple_test_case2.c"
    .def    ___main;    .scl    2;  .type   32; .endef
    .section .rdata,"dr"
LC0:
    .ascii "'%d'\12\0"
    .text
.globl _main
    .def    _main;  .scl    2;  .type   32; .endef
_main:
    pushl   %ebp
    movl    %esp, %ebp
    andl    $-16, %esp
    subl    $32, %esp
    call    ___main
    movl    $5, 24(%esp)
    movl    $20, 28(%esp)
    movl    24(%esp), %eax
    movl    28(%esp), %edx
    movl    %eax, 4(%esp)
    movl    %edx, 8(%esp)
    movl    $LC0, (%esp)
    call    _printf
    movl    $0, %eax
    leave
    ret
    .def    _printf;    .scl    2;  .type   32; .endef

但是我的linux框生成的代碼只是將一個內存地址傳遞給它：

    .file   "simple_test_case2.c"
    .section    .rodata
.LC0:
    .string "'%d'\n"
    .text
    .align 2
.globl main
    .type   main, @function
main:
.LFB2:
    pushq   %rbp
.LCFI0:
    movq    %rsp, %rbp
.LCFI1:
    subq    $16, %rsp
.LCFI2:
    movl    $5, -16(%rbp)
    movl    $20, -12(%rbp)
    movq    -16(%rbp), %rsi
    movl    $.LC0, %edi
    movl    $0, %eax
    call    printf
    movl    $0, %eax
    leave
    ret
.LFE2:
    .size   main, .-main
.globl __gxx_personality_v0
    .section    .eh_frame,"a",@progbits
.Lframe1:
    .long   .LECIE1-.LSCIE1
.LSCIE1:
    .long   0x0
    .byte   0x1
    .string "zPR"
    .uleb128 0x1
    .sleb128 -8
    .byte   0x10
    .uleb128 0x6
    .byte   0x3
    .long   __gxx_personality_v0
    .byte   0x3
    .byte   0xc
    .uleb128 0x7
    .uleb128 0x8
    .byte   0x90
    .uleb128 0x1
    .align 8
.LECIE1:
.LSFDE1:
    .long   .LEFDE1-.LASFDE1
.LASFDE1:
    .long   .LASFDE1-.Lframe1
    .long   .LFB2
    .long   .LFE2-.LFB2
    .uleb128 0x0
    .byte   0x4
    .long   .LCFI0-.LFB2
    .byte   0xe
    .uleb128 0x10
    .byte   0x86
    .uleb128 0x2
    .byte   0x4
    .long   .LCFI1-.LCFI0
    .byte   0xd
    .uleb128 0x6
    .align 8
.LEFDE1:
    .ident  "GCC: (GNU) 4.1.2 20080704 (Red Hat 4.1.2-48)"
    .section    .note.GNU-stack,"",@progbits

所以這是我的問題，當你只將一個結構傳遞給像printf這樣的printf ，生成的代碼應該只傳遞一個參數或將所有結構成員推送給它？

第一次嘗試

我的一個朋友在Windows上沒有按預期工作的程序遇到一些問題。 所以我看一下源代碼並將測試用例修改為：

#include <stdio.h>

struct edge{
    int v1, v2;
};

int main(void){
    struct edge edges;

    edges.v1=5;
    edges.v2=20;

    //This is the expected behavior for me:
    printf("'%d' '%d' '%d' '%d'\n",  edges.v1,  edges.v1,  edges.v1,  edges.v1);

    //This is supposed to work like this? It should pass the whole struct to printf?
    printf("'%d' '%d' '%d' '%d'\n",  edges,  edges,  edges,  edges);
    printf("'%d' '%d' '%d' '%d'\n",  edges,  edges);

    return 0;
}

所以在Windows 7的盒子上測試過

gcc (tdm-1) 4.5.0
Copyright (C) 2010 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

輸出是這樣的：

'5' '5' '5' '5'
'5' '20' '5' '20'
'5' '20' '5' '20'

在一個帶有Linux的盒子上

gcc (GCC) 4.1.2 20080704 (Red Hat 4.1.2-48)
Copyright (C) 2006 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

我得到了這個輸出：

'5' '5' '5' '5'
'5' '5' '5' '5'
'5' '5' '229971840' '-641776368'

linux box one的輸出是我預期的...

然后，我查看了每個編譯器生成的匯編代碼，並在我的Windows框中看到代碼將整個結構傳遞給printf，v1和v2成員（這證明了結果）。 但是在Linux機器上，生成的代碼只傳遞了結構的第一個成員，正如我所期望的那樣。

那么在這種情況下應該是什么行為呢？

對我來說，預期的一個是Linux，但也許我錯了，這是一個未定義的行為。

Answer 1

預期的行為是未定義的行為 。 C語言要求您將正確類型的參數（與格式字符串匹配）傳遞給printf ，並且沒有可以匹配struct類型的格式字符串。

您可以通過以這種方式傳遞結構來獲取用於打印有意義數據的C實現，但它不可移植，取決於調用約定，並且不可靠。 不要這樣做。 只需傳遞您要打印的個人成員即可。

Answer 2

看， printf只是一個簡單的功能。 它從右到左評估它的參數，並將它們推到堆棧上。 它沒有類型檢查。

然后格式字符串期望看到某些內容，即整數，雙精度或字符指針。 沒有其他的。

所以只需按照預期傳遞它。

Answer 3

如果編譯器沒有關於如何傳遞參數的特定信息，例如當沒有原型或者在原型具有省略號（ '...' ）的情況下傳遞的參數時，編譯器遵循某些傳遞規則論點：

• 應用整數促銷（注意這不適用於結構）
• 如果參數有float類型，它會被提升為double

應用這些默認參數提升后，只需將參數復制到編譯器通常復制參數（通常是堆棧）的任何位置。 因此，struct參數將被復制到堆棧中。

嘗試檢查以下代碼的程序集輸出，您將看到GCC將傳遞給foo()的結構復制到堆棧：

#include <stdarg.h>

void foo( size_t siz, ...);

struct x
{
    int x;
    int y;
};

struct y
{
    char a;
};

struct z
{
    double x;
    double y;
    int z;
};

int main()
{
    struct x x1;
    struct y y1;
    struct z z1;

    foo( sizeof(x1), x1);
    foo( sizeof(y1), y1);
    foo( sizeof(z1), z1);

    return 0;
}

GCC可能沒有將此規則應用於printf()測試，因為它具有printf()特殊知識，並且知道格式字符串僅支持某些類型。 如果參數類型與格式說明符的預期不匹配，則會發生未定義的行為（因此編譯器不必執行您可能期望的操作）。 我很驚訝你沒有得到某種警告。 如果省略#include <stddio.h> ，你可能會看到類似“警告：內置函數'printf'的不兼容隱式聲明”的警告，這暗示了GCC對printf()的特殊處理。