可变 C 函数中的空值答案

【问题标题】：Nulls in variadic C functions可变 C 函数中的空值
【发布时间】：2018-04-13 10:00:43
【问题描述】：

如果我定义了一个可变参数函数：

#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>

int f(char*s,...)
{ 
    va_list ap;
    int i=0;
    va_start(ap, s);
    while(s)
    {
       printf("%s ", s);
       i++;
       s=va_arg(ap,char*);
    }
    va_end(ap);
    return i;
}

int main()
{ 
    return f("a","b",0);
}

gcc (linux x64) 编译它，exe 运行并打印“a b”。

是否需要这样的演员表：

return f("a","b",(char*)0)

在通用系统上？

【问题讨论】：

考虑到 sizeof(0) 可能，在 64 位系统上，它小于 sizeof((char*)0)。
是的，因为这是一个 varargs 函数，所以需要强制转换：调用者需要知道要传递（“push”）到函数的参数的类型/大小。（例如，参见 execl() 和 execlp()）
@joop 是在 linux x64 上“推送”的可变参数？
我引用了“push”这个词，因为C不需要堆栈。 x64 可能会使用具有 32 位或 64 位对齐要求的堆栈。（但这都是依赖于实现的）
无论你做什么，可变参数函数都是非常不安全的，所以在使用它们时没有好的做法。好的做法是首先不要使用可变参数函数。它们的存在是不良程序设计的某种迹象。

标签： c variadic-functions

【解决方案1】：

编译器不能自动提升可变参数的指针，例如为什么当你想在printf中打印一个指针时你必须将它转换为void *：

printf("%p", (void *)ptr);

相同的规则适用于所有可变参数函数，编译器无法知道您的函数需要 char *，而 0 默认情况下只是一个整数，所以是的，您需要将其转换为 (char *)0。

即使NULL 也必须使用您的函数(char *)NULL 进行强制转换

那么为什么 main() 会起作用，什么时候会失败？

您的代码并没有真正“工作”。您的代码调用未定义的行为，任何事情都可能发生，所以没有人可以回答这个问题。在这里你很幸运，但下一次可能不会。

【讨论】：

@effbiae 这是“未定义的行为”（谷歌）。这包括“显然工作正常”。
@effbiae 未定义行为未定义。取决于实现是否可能一直工作，它可能在大多数时间工作，它可能永远工作，它可能一直工作，直到你用另一个编译器编译它或直到你升级你的操作系统等。
@effbiae 这是未定义的行为。不要依赖未定义的行为。时期。不存在“较少未定义的行为”之类的东西，它是 UB 还是不是。
@effbiae 您不应该依赖代码的实现特定细节，只有标准，特别是在 C 中。linux 可以随时更改，无需温暖您，因为您不应该依赖这种行为，它不是用户空间。 NULL 必须强制转换，因为它是 void * 并且您的函数期望 char *，就像我说的没有自动提升，并且标准对于 char * 和 void * 之间的兼容性有点模糊，怀疑总是强制转换具有可变参数功能的变量。
@Lundin “在这种特殊情况下”，女巫之一？这个？ return f("a","b",0); ?在这种情况下是完全错误的。 “它可以隐式转换为任何对象指针就好了”，你是什么意思？在这种情况下 0 会自动转换为 char * 吗？这也是完全错误的。 “同样，NULL 也可以不用任何转换，因为在 va_arg 内部已经有一种转换方式。” => 您回答自己“但是，如果空指针常量的大小与指针不同，则会出现问题。在这种情况下，需要进行转换。”所以没有 NULL 是不行的。

【解决方案2】：

您的代码应该可以在任何支持SYSV x64 ABI standard 的系统上正常工作。它可能在使用具有类似要求的其他 ABI 标准的系统上运行，并且可能在使用其他 ABI¹ 的任何系统上失败。根据 C 标准，这都是未定义的。

¹_{特别是，微软不遵循标准的 x64 ABI，他们有自己的标准。}

【讨论】：

因为值被提升为 64 位 - 还是 8 字节对齐？
@effbiae: both -- x64 ABI 标准中的所有值都是 8 字节/64 位的倍数，并按原样传递。
x64 ABI 标准是否定义 NULL 为零？如果不是你的答案是错误的。我的问题是“在公共系统上是否需要像：return f("a","b",(char*)0) 这样的演员？”，对我来说，公共系统意味着“一般”，我很惊讶 OP 有效你的答案，就像如果 OP 只想要以任何价格有效，代码没有被破坏。这就是为什么 Michael Walz 和我不想回答“为什么 main() 有效”，我们不应该鼓励使用未定义行为的人。
@Stargateur 没有 x64 ABI 和使用它的程序证明您正在谈论的未定义行为已在 x64 上定义？ “人”可能会接触到这样的危险信息并做出自己的选择。问题不在于 C 标准必须说什么。
@Stargateur：是的，引用 ABI 标准“空指针（对于所有类型）的值为零”。正如我在对您的回答的评论中所说，有多种已定义/未定义，一个标准中未定义的内容可能在另一个标准中定义。代码只能根据标准可移植——如果它遵循标准，它将可移植到遵循该标准的系统，但不能移植到不遵循该标准的系统。了解您使用的系统哪些标准很重要。