C内存布局相关问题

如下代码输出什么：

#include<stdio.h>
int main()
{
    char a=0;
    char b=0;
   
    int *p=(int *)&b;
    *p=258;
    printf("%d %d",a,b);
    return 0;
}

在看国外一本linux方面的书，里面讲到c语言内存布局相关，书中说这个程序运行结果是1 2，可是我再我的电脑(mac)上运行时02，并且想不明白这是为什么.
我目前仅有的思路如下：
258的二进制形式100000010
指针p指向了字符b的起始地址,字符与整形的地址对比可以通过下面的代码得出：

#include <stdio.h>
int main()
{
    char a = 0;
    char b = 0;
    char c = 0;
    int  d = 0;
    int  e = 0;
    int  f = 0;
    printf("%p\n",&a);
    printf("%p\n",&b);
    printf("%p\n",&c);
    printf("%p\n",&d);
    printf("%p\n",&e);
    printf("%p\n",&f);
    return 0;
}

代码输出
0x7fffc38df0df
0x7fffc38df0de
0x7fffc38df0dd
0x7fffc38df0d8
0x7fffc38df0d4
0x7fffc38df0d0
地址由高到低，所以我的理解是*p复制258（258的二进制形式100000010）会去覆盖字符a b 原有的值，所以b的值是00000010 a的值是000000001，a的值是1，b的值是2.此时涉及到大端与小端方式，我通过如下程序判断出我电脑环境为小端方式：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
union u_tag
{
    short  s;
    char   c[sizeof(short)];
}un;

int main(int argc, const char * argv[])
{
    un.s = 0x0102;
    //打印数组c中地址关系
    printf("%p  %p\n",&un.c[0],&un.c[1]);
    if (sizeof(short) == 2) {
        if (un.c[0] == 1 && un.c[1] == 2)
            printf("big-endian\n");
        else if (un.c[0] == 2 && un.c[1] == 1)
            printf("little-endian\n");
        else
            printf("unknown\n");
    }
    else
    {
        printf("sizeof(short) = %lu\n", sizeof(short));
    }
    
    return 0;

}

可是我实际运行中确实0 2.
图片描述

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5 个回答

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hsfzxjy

22k51941

发布于
2017-08-07

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估计你开了编译器优化。

我的环境：

Ubuntu 16.04 (64 bit)
gcc 5.4.0

不开优化直接编译，结果的确是 1 2；但一旦开了优化（-O1, -O2, -O3, -Og结果都一样，其中 -Og 会报错），结果就变成了 0 2。原因在于：编译器在编译阶段就已经将值算好了，你输出的其实是常量。

拿 -O1 优化的汇编代码举例（使用 gcc test.c -O1 -S 获得，这里只贴核心部分）：

    movl    $2, %ecx
    movl    $0, %edx
    movl    $.LC0, %esi
    movl    $1, %edi
    movl    $0, %eax
    call    __printf_chk
    movl    $0, %eax

%edi, %esi, %edx, %ecx 分别是 __printf_chk 的参数，%esi 指向 %s %s 的地址。

可以发现最后两个参数并没有访问栈区，而是直接使用了立即数 0 和 2，可见这两个值的计算在编译期就已经完成了。