布尔类型的值在 C 中更改

Question

我注意到在 C 中，我的布尔变量以某种我不理解的方式发生了变化。

#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>

int main(void) {
   bool x, y;

   printf("x: ");
   scanf("%d", &x);

   printf("x is %d\n", x);

   printf("y: ");
   scanf("%d", &y);

   printf("x is %d\n", x);
   printf("y is %d\n", y);

   return 0;
}

如果我为x 输入一个值1 并为y 输入任何值（在此示例中为1）：

x: 1
x is 1
y: 1
x is 0
y is 1

最后，y 输出正确的原始值，但 x 在两者之间神奇地变为0！

当x 的输入是0 时，这不是问题，因为x 和y 的输出都是它们各自的预期值。

请解释发生了什么！

Answer 1

您将布尔变量的地址传递给scanf()，它需要int* 类型的变量。这将调用未定义的行为，您可能会得到错误的结果甚至崩溃。

要解决此问题，请使用临时int 存储对布尔值（作为 int）的扫描，然后将其存储到布尔变量中。

演示

bool x, y;
int tmp;

printf("x: ");
scanf("%d", &tmp);
x = tmp;

另一方面，打印布尔变量是不同的故事，布尔值被protomoted为int而没有任何问题并正确打印。

Answer 2

bool 不是int。使用 %d 格式说明符读取 int 是未定义的行为。

根据 7.21.6.2 fscanf 函数，第 13 段 of the C standard：

如果转换规范无效，则行为未定义。

请注意，7.21.6.1 fprintf 函数的第 9 段指出：

如果转换规范无效，则行为是 不明确的。如果任何参数不是正确的类型 相应的转换规范，行为是 未定义。

但这是针对fprintf()，而不是fscanf()。 scanf() 函数的格式说明符要严格得多，因为不会有任何参数提升 允许%d 等格式“工作”char 或bool，在printf() 调用中升级为int。 scanf() 函数传递参数的地址，如果地址所指的大小与格式说明符所期望的大小不符，则会导致未定义的行为 - 例如无法解释的更改另一个变量。

Answer 3

好的，这里有两点。

1. bool 的大小由实现定义。
2. 标准中没有为bool 类型定义格式说明符。

因此，虽然 扫描 值，但将 bool 的地址作为 %d 的参数传递是不好的^{请参阅注释}，因为提供的类型不是与预期类型相同。

您可以使用中间整数，将值扫描到该整数中，然后（在验证或转换为true 和false MACRO 之后）将结果分配回bool 类型变量。

但是，对于打印，由于默认参数提升，bool 可以毫无问题地成为%d 参数的候选者。

---

注意：

%d 和 *scanf() 期望参数是 int *，而不是提供 bool* 将导致 undefined behavior。

相关，引自章节 §7.21.6.2，第 10 段

[....] 除非* 指示分配抑制，否则 转换的结果放在后面的第一个参数指向的对象中 尚未收到转换结果的format 参数。 如果这个对象 没有合适的类型，或者转换的结果无法表示 在对象中，行为是未定义的。

Answer 4

bool 是与int 不同的数据类型，它很可能是单个字节。

scanf 不是类型安全的函数，你用 %d 转换说明符告诉它 指向 int 的指针，而 scanf 无法知道你有通过 pointer to bool 而不是 指向 int 的指针。然后，您将获得未定义的行为。

clang 编译器生成警告：

source_file.c:8:16: warning: format specifies type 'int *' but the argument has type 'bool *' [-Wformat]
   scanf("%d", &x);
          ~~   ^~
source_file.c:13:16: warning: format specifies type 'int *' but the argument has type 'bool *' [-Wformat]
   scanf("%d", &y);
          ~~   ^~

Answer 5

所有其他答案在技术上都是正确的，但并不能真正帮助您。

您的主要问题不是 x 也不是 y，而是您无法自己调试最琐碎的编程问题。这很容易修复 - 启用编译器警告（如果使用 gcc，请添加 -Wall 选项）。编译器会通知你这样的错误，还有很多很多。不需要每次都来stackoverflow :)

Answer 6

考虑以下程序

#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>

int main(void) {
  int z, s;
  printf("int  z: %p\nint  s: %p\n", &z, &s);

  bool x, y;
  printf("bool x: %p\nbool y: %p\n", &x, &y);

  return 0;
}

输出：

int  z: 0028FF3C
int  s: 0028FF38
bool x: 0028FF37
bool y: 0028FF36

现在，z 和 s 之间有 4 个字节的差异，在我的例子中是 int 的大小。

x 和 y 之间只有 1 个字节的差异。

现在用这一行：

scanf("%d", &y);

您通过%d 到scanf 告诉您需要一个4 字节长的输入，即int。

这个int 将被存储在y 的情况下来自地址0028FF36 并且输入0x0001 的第二个字节是0 将存储在0028FF37。那就是x的地址。

您可以使用另一个输入值来检查它。例如，如果您将65535 分配给y，即0xFFFF，那么x 将是0xF，即255 十进制。

Answer 7

或者可能（如果输入字符串包含 true 或为 1 将返回 1 - 否则 0）

int getBool(char *message)
{
    char input[20];
    printf("%s", message);
    fgets(input, 20, stdin);
    return !!strstr(strlwr(input), "true") || strtol(input, NULL, 10);
}