Windows 中奇怪的指针行为

Question

我一直在尝试理解指针，特别是指针[i] 表示法，它相当于 *(pointer + i)，即取消引用下一个地址的值，所以如果它是一个 int 指针而不是下一个4 字节地址。我尝试在下面运行以下代码：

#include <stdio.h>

int main(void){
  int x = 10;
  int y = 20;

  int* z = &y;
  printf("address of x: %u ", &x);
  printf("address of y: %u", &y); 
  printf("value at address: %u \n", *(z+1));

}

我注意到 'y' 在 'x' 之前存储了 4 个字节，并认为我可以通过 z[1] 或 *(z+1) 返回存储在 x 地址的值，这很好。

但是，当我删除前 2 个 printf 时，我最终输出的是地址而不是实际值 (10)，以下是此案例的代码：

#include <stdio.h>

int main(void){
  int x = 10;
  int y = 20;

  int* z = &y;
  printf("value at address: %u \n", *(z+1));

}

我假设 *(z+1) 不再指代与变量 'x' 相同的内存区域，但我很困惑为什么代码中的这种更改会导致这种情况。

一开始我以为是一次性的，所以我尝试了多次，每次都得到相同的结果。

更令人困惑的是代码如何在 ubuntu 和 macos 上按预期工作，但在 windows 上却没有。

任何有关这方面的帮助都会很棒，谢谢。

Answer 1

这里我只能回答你的部分问题并介绍我的 观察。

这是修改后的代码。

#include <stdio.h>

int main(void) {
  int x = 10;
  int y = 20;
  int *intp = &y;

  //  printf("address of x is %p.\n", &x);
  //  printf("address of y is %p.\n", &y);
  printf("*(intp + 1) is %u.\n", *(intp + 1));
  printf("*(intp)     is %u.\n", *(intp));
  printf("*(intp - 1) is %u.\n", *(intp - 1));
  printf("difference of addresses: &x - &y = %d.\n", &x - &y);

  return 0;
}

我得到*(intp) 的一致结果， *(intp - 1) 和 &x - &y，而 *(intp + 1) 会改变。输出之一是

*(intp + 1) is 2028820428.
*(intp)     is 20.
*(intp - 1) is 10.
difference of addresses: &x - &y = -1.

但是，如果我使用 &x 注释掉该行，

//  printf("difference of addresses: &x - &y = %d.\n", &x - &y);

输出会是一致的，如下

*(intp + 1) is 10.
*(intp)     is 20.
*(intp - 1) is 0.

我的想法是，在我的 Linux 上的 gcc 10.2.0 上，

• 在第一种情况下，当使用&x 时，x 是 存储在比y 低4 个字节的地址。作为 int 在我的电脑上是 4 个字节，&x - &y 总是-1。
• 第二种情况，不使用&x时，x 存储在比y 高4 个字节的地址。

所以编译器确实设置了空间来存储x 和 y，即使不使用 x。但是我 不知道为什么他们的立场在这两种情况下会有所不同。编译器 可以尝试优化代码，但我对此知之甚少。

另外，如果你想尝试使用gdb 来测试 地址，你可以试试

gcc -g thecode.c
gdb a.out
(gdb) break main
(gdb) run
(gdb) p &x
(gdb) p &y
(gdb) p &x + 1
(gdb) step
(gdb) (press enter directly to use the last same command...)
(gdb) quit