涉及 fork() 的 C 程序的输出解释答案

【问题标题】：Explanation of a output of a C program involving fork()涉及 fork() 的 C 程序的输出解释
【发布时间】：2012-06-23 17:56:56
【问题描述】：

运行这个程序正在打印“forked!” 7次。有人可以解释如何“分叉”！正在打印 7 次？

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>

int main(){

  fork() && fork() || fork() && fork();

  printf("forked!\n");

  return 0;
}

【问题讨论】：

可能重复 1000 个其他问题...这是由于缓冲，除非您的问题更具体。
您预计它会打印多少次？
尝试将布尔表达式写成嵌套的 if-then-elses，然后绘制递归树。

标签： c fork

【解决方案1】：

这里使用了几个概念，第一个是知道fork 做了什么以及它在某些情况下返回什么。很快，当它被调用时，它会创建调用者的重复进程并在子进程中返回0（逻辑表达式为false），为父进程返回非零值（逻辑表达式为true）。实际上，它可以在出错的情况下返回一个负（非零）值，但这里我们假设它总是成功。

第二个概念是逻辑表达式的短路计算，例如&&和||，具体来说，0 && fork()不会调用fork()，因为如果第一个操作数是false（零），则无需计算第二个。同样，1 || fork() 也不会调用 fork()。

还要注意，在子进程中，表达式的计算在父进程中的同一点继续进行。

另外，请注意，由于优先级，表达式按以下顺序计算：

(fork() && fork()) || (fork() && fork())

这些观察结果应该会引导您找到正确的答案。

考虑fork() && fork()的简化示例

   fork()        
  /     \
false   true && fork()
                /   \
             false  true

所以这里我们创建了三个进程，其中两个返回false 作为结果，一个返回true。然后对于||，我们让所有返回false 的进程尝试再次运行相同的语句，所以我们有2 * 3 + 1 = 7 作为答案。

【讨论】：

【解决方案2】：

与我在评论中所说的不同，这与缓冲无关。进程分叉。父母执行第二次分叉，而孩子短路第二次并执行第三次。第一个孙子将第一个 && 评估为 false 并执行第三个分叉。这会产生 2 个进程，其中一个会评估第 4 个分叉。同时（或之前，或之后......有一个竞争条件！），另一个孩子在评估||的RHS时已经变成了3个进程。总共有 7 个进程最终运行。画一棵树。

为了简化计算，考虑：

int f( void )
{
  int k; 
  k = fork();
  printf( "%d\n", (int) getpid());
  fflush( stdout );
  return k;
}

int main( void ) { f() && f() || f() && f(); return 0; }

【讨论】：

只是为了澄清：fork为孩子返回0（false），为父母返回孩子的PID（true）