嵌套范围变量的异常行为[重复]

Question

我熟悉 C 中的嵌套范围规则，其中嵌套块内的相同变量名称会隐藏具有相同名称的外部变量。 但是对于以下代码 sn-p 我无法确定输出的解释。

#include <stdio.h>
int main()
{
    int x = 1, y = 2, z = 3;
    printf(" x = %d, y = %d, z = %d \n", x, y, z);
    {
        int x = 10;
        float y = 20;

        printf(" x = %d, y = %f, z = %d \n", x, y, z);
    }

    {
        int z = 100;
        printf(" x = %d, y = %f, z = %d \n", x, y, z);
    }

    return 0;
}

上面sn-p的输出是：

x = 1，y = 2，z = 3

x = 10，y = 20.000000，z = 3

x = 1，y = 20.000000，z = 2

谁能帮我理解第三个 printf 语句中 y 的值如何产生超出范围的变量值。

首先我认为它可能是垃圾值，因为使用%f 打印整数会导致垃圾值，因此将内部范围内的y 的值更改为其他值会导致与输出相同的值，因此我' m 确认它不是垃圾值。

我使用 gcc 版本 6.3.1 20161221 (Red Hat 6.3.1-1) (GCC) 编译程序，以及使用各种在线编译器编译程序。

Answer 1

你有一个未定义的行为：

{
    int z = 100;
    printf(" x = %d, y = %f, z = %d \n", x, y, z); // here y is an int
}

如果printf() 中的标志与好的类型不匹配，这是未定义的行为。

您必须使用%d 标志。

{
    int z = 100;
    printf(" x = %d, y = %d, z = %d \n", x, y, z); // here y is an int
}

Answer 2

问题在于格式说明符和提供的参数不匹配。让我们仔细看看。

在第一个内部作用域

{
    int x = 10;
    float y = 20;

    printf(" x = %d, y = %f, z = %d \n", x, y, z);
}

y 被（重新）定义为float 并使用该变量作为%f 转换说明符的参数非常好。但是，一旦作用域结束，（可见）y 又是一个int。因此在第二个内部范围内

 printf(" x = %d, y = %f, z = %d \n", x, y, z);
                  ^^^^^^

使用%f 是错误的，会导致undefined behavior。您必须使用%d 来打印y 的值。

相关，引用C11，第 §6.2.1/P4 章

每个其他标识符的范围由其声明的位置决定（在 声明符或类型说明符）。

[...]

如果声明符或类型说明符 声明标识符出现在块内或参数声明列表中 一个函数定义，标识符有块作用域，它终止于 关联块。

[....]

如果一个标识符指定了两个不同的同名实体 空间，范围可能重叠。如果是这样，一个实体的范围（内部范围）将结束 严格在其他实体的范围之前（外部范围）。在内部范围内， 标识符指定在内部范围内声明的实体；在外部声明的实体 范围在内部范围内隐藏（不可见）。

并且，与 UB 相关，来自第 §7.21.6.1 章

[...] 如果有任何参数 不是相应转换规范的正确类型，行为是 未定义。

Answer 3

首先我认为它可能是垃圾值，因为使用 %f 打印整数会导致垃圾值，因此将内部范围内的 y 值更改为其他值会导致与输出相同的值，因此我确认它不是垃圾值。

这是一个错误的假设。它是“垃圾”，因为您在这里有未定义的行为。

我引用自己对未定义行为的解释：

C 中的未定义行为

C 是一种非常低级的语言，其结果如下：

没有什么能阻止你做完全错误的事情。

许多语言，尤其是那些用于某些托管环境的语言，例如Java 或C# 在您做不允许的事情时阻止您，例如， 访问不存在的数组元素。 C 没有。只要你的 程序语法正确，编译器不会抱怨。如果你这样做 你的程序中禁止的东西，C 只是调用你的行为 程序未定义。这正式允许在运行时发生任何事情 该程序。通常，结果将是崩溃或只是“垃圾”的输出 值，如上所示。但如果你真的不走运，你的程序看起来 工作得很好，直到它得到一些稍微不同的输入，然后 时间，您将很难确定您的程序的确切位置 未定义。因此一定要避免未定义的行为！。

附带说明，未定义的行为也可能导致安全漏洞。这 在实践中发生了很多。

您遇到了一种情况，即程序似乎做了一些类似于正确执行的事情，这是运气不好。

但它是未定义的，作为证据，看看我的机器上使用你未修改的代码会发生什么：

$ ./scope
 x = 1, y = 2, z = 3
 x = 10, y = 20.000000, z = 3
 x = 1, y = 0.000000, z = 3

---

附注：虽然 shadowing 是明确定义的，但您也应该避免它。创建带有阴影的错误代码是有风险的，因为尽管编译器没有问题，你开始混淆你的变量。

Answer 4

其他答案中确定的未定义行为在我的英特尔平台上使用 VC 进行了解释，因为 %f 格式说明符在堆栈上需要一个双精度值，它大于 int 所以当它检索值时，它检索的字节数比 int 的多，现在假定下一个参数位于堆栈上的不同位置，导致 z 打印错误（即打印的不是 z）。

Answer 5

试试下面代码中的方法！ ;)

问题如其他答案所示。您忘记了在范围内 y 变量是 int!!!

#include <stdio.h>

int main()
{
    int x = 1, y = 2, z = 3;
    printf(" x = %d, y = %d, z = %d \n", x, y, z);
    {
        int x = 10;
        float y = 20;

        printf(" x = %d, y = %f, z = %d \n", x, y, z);
    }

    {
        int z = 100;
        printf(" x = %d, y = %f, z = %d \n", x, (float)y, z);
    }

    return 0;
}