c语言 - 使用指针取消引用生成的不明确输出

Question

我遇到了以下程序，无法理解输出是如何-109 1683的。输出结果如何？

#include <stdio.h>
int main()
{
int k = 1683;
char *a = (char *)&k;
int *l  = &k;
printf("%d " , *a);
printf("%d" , *l);
}
Output is : -109 1683

取消引用指针a如何给我-109？

我希望它读取四个字节整数的第一个字节。

二进制表示中的1683是00000000 00000000 00000110 10010011。所以读取第一个字节意味着输出应该是0 1683。幕后发生的事情，我听到了一些关于建筑字节序的事情，但无法理解。

Answer 1

>整数1683等于0x00000693(在现代系统上int通常是32位)。在小端系统(如 x86 和 x86-64)上，它被布置在内存中，例如

+------+------+------+------+------+------+------+------+ |0x93 |0x06 |0x00 |0x00 |0x00 |0x00 |0x00 |0x00 | +------+------+------+------+------+------+------+------+

当你初始化指针a时，你让它指向该序列中的第一个字节，包含值的字节0x93，所以这就是你取消引用a时得到的值。

所以现在来谈谈价值0x93如何变得-109的问题。有两个原因：一个是编译器charsigned(如果是有符号或无符号类型，则char编译器相关)。第二个原因是因为二进制的补码算术。二进制补码是一种能够在二进制机器(如现代计算机)上编码有符号整数的方法。

基本上，对于单个 8 位字节，您可以通过取(无符号)十进制值减去 256 (2⁸) 来获得负值。0x93的无符号十进制值为147，147 - 256等于-109。

Answer 2

int

至少为16 位，而char始终为 1 个字节(不是必需的 8 位)。数字1683的二进制形式是00000110 10010011。由于您使用的是char*，它将指向第一个字节。但是哪个先来呢？char指的是哪一个？00000110还是10010011？这取决于：

1)如果您的系统使用小端字节顺序，它将是后者，即10010011。

00000110 10010011
^^^^^^^^

由于您使用的是有符号char类型，因此最高有效字节将用作"符号位"，即如果它是 1，则字节表示负数。要获得人类可读的值(即以 10 为基数的数字)，您需要执行两个补码。最后你会得到-109.

2)如果您的系统使用大端字节顺序，并且它使用16位int，它将是以前的，即00000110。这很容易，它的 base-10 形式将是6.

00000110 10010011
^^^^^^^^

如果它使用 32 位int，它将为零：

00000000 00000000 00000110 10010011
^^^^^^^^

Answer 3

请注意，1683 = 0x693.

如果我们假设：

• 您的硬件架构是小端序
• 您的平台将CHAR_BIT定义为 8

那么0x693的第一个char是0x93。

此时，请注意：

• unsigned2s 补码格式：0x93 = 147
• 在signed2s 补码格式中：0x93 = 147-256 = -109

Answer 4

如果你有类似 ，

int k = 1683 ;
int *l = &k;

如果取消引用指针l则它将正确读取整数字节。因为您声明它是指向int的指针。它将知道sizeof()运算符要读取多少字节。通常int的大小是4 bytes(对于 32/64 位平台)，但它取决于机器，这就是为什么它会使用运算符sizeof()知道正确的大小并读取。现在为您的代码

int k = 1683;
char *a = &k;
int *l  = &k;

现在pointer p指向y，但我们已经声明它是指向char的指针，因此它只会读取一个字节或任何字节字符。 二进制1683表示为

00000000 00000000 00000110 10010011

现在，如果您的机器是小端序，它将存储反转它们的字节

10010011 00000110 00000000 00000000

10010011在address 00Hypothetical address，00000110在address 01，依此类推。

BE:      00   01   02   03
+----+----+----+----+   
y: | 00 | 00 | 06 | 93 |
+----+----+----+----+

LE:      00   01   02   03
+----+----+----+----+
y: | 93 | 06 | 00 | 00 |
+----+----+----+----+
(In Hexadecimal)

所以现在如果你取消引用pointer a它将只读取第一个字节，输出将被-1，因为字节读取将被10010011(因为我们指向signed char，所以most-significant bit是符号位。第一个位1表示符号。10010011 = –128 + 16 + 2 + 1 = –109.)如果你取消引用pointer l它将完全读取int的所有字节，因为我们声明它是指向int的指针。输出将1234

此外，如果您将指针 l 声明为int *l，那么*l将读取通常sizeof(int)4 bytes(取决于机器体系结构)，并且*(l+1)也会读取那么多字节。指针指向它们的任何其他数据类型char也是如此，它们将读取大小为 、char1 byte的字节数。

Answer 5

在大多数平台上，"char"和"int"类型的大小不同。具体来说，"int"通常是 32 或 64 位(4 或 8 字节)，而字符仅为 8 位(1 字节)。当取消引用"char"时，你要求程序将"int"的内存位置"解释"为"char"。

此外，"int"的字节以小端或大端(谷歌它)存储在内存中。因此，您的程序的结果将因平台而异。

如果你在x86(这是小端序)上运行你的代码，如果你将"int"设置为小于128的值，你可能会看到"正确"的值。

update：正如您正确指出的那样，int 的最低有效字节是10010011它147十进制，因此大于10000000(128 十进制)。由于设置了字节的最顶层位，因此该值被解释为 2 的补码(谷歌它)负值-109。

Answer 6

这是因为字节顺序：https://en.wikipedia.org/wiki/Endianness

你实际上取了字节10010011的地址，这是-109。