float * 和 int * 的不同 printf 行为？

Question

首先，让我澄清一下，我知道将指针作为参数传递给这些 printf 说明符是不正确的。但是，我很想知道printf 完成后发生了什么。

使用 normal 打印说明符，%d 用于int，%f 用于float，为什么会打印int *，而float * 不会？

例如，给定这些变量（未初始化）：

int a, *pA;
float b, *pB;

pA = &a;  
pB = &b;

当这样调用时：

void printVar(int *a, float *b)
{
    printf("%d\n", a);//why does "a" print at all?
    printf("%d  %p\n",   a,  b);// when "b" prints only using %p
    //printf("%d  %f", a,  b);// but fails on parameter mismatch using %f
    printf("%d  %f\n"  ,  *a, *b);// prints normally (as expected)
}

为什么我会得到这个？：（“a”打印正常，但“b”仅使用 %p 或通过 *b 打印）

[edit] 整个代码以澄清和解决一些评论问题：

#include <ansi_c.h>

void printVar(int *a, float *b)
{
    printf("%d\n", a);//why does "a" print at all?
    printf("%d  %p\n",   a,  b);// when "b" prints only using %p
    //printf("%d  %f", a,  b);// but fails on parameter mismatch using %f
    printf("%d  %f\n"  ,  *a, *b);// prints normally (as expected)
}

int main()
{
    int a, *pA;
    float b, *pB;
    char s[100], *pS;

    pA = &a;
    pB = &b;
    pS = &s[0];

    printVar(pA, pB);

    getchar();

    return 0;
}

***[edit 2] 如果取消注释 3rd printf，则解决一些关于实际内容的 cmets

我收到以下两个运行时通知，然后在第 3 行没有输出 printf：

Answer 1

你有这些参数：

int *a, float *b

这个：

printf("%d\n", a);

很可能将a（类型为int*）占用的内存空间视为它是int 类型的对象。在许多系统上，这会给你一个几乎有意义的结果。 （当然如果你真的想打印一个指针值，你需要将它转换为void*并使用%p，但你问的是你的错误代码的行为，而不是如何修复它。）

如果int 和int* 的大小不同，或者ints 和指针作为参数传递的方式不同（某些 CPU 具有专用地址和/或浮点寄存器，例如示例）。

printf("%d  %p\n",   a,  b);

void* 和 float* 很可能具有相同的表示形式，尽管语言不能保证这一点。如果int 和int* 恰好大小相同，并且使用相同的参数传递约定进行传递，则很可能会打印指针a 的内容，就好像它是int 对象一样，并且然后将b 的值打印为指针。

//printf("%d  %f", a,  b);// but fails on parameter mismatch using %f

"%f" 需要 double 类型的参数，not 类型为 float （float 参数被提升为 double，用于像 printf 这样的可变参数函数）。 如果 int 和 int* 大小相同，和 double 和 float* 大小相同，和 所有这些类型是使用相同的参数传递约定传递的，那么这很可能会打印指针对象 a 的值，就像它是 int 一样，并且指针对象 b 的值就像它是double 对象。后者很可能会为您提供完全垃圾的浮点值，甚至可能是 NaN 或 Infinity。但是，如果这些假设中的任何一个失败，printf 可能会以 一些 顺序从堆栈（或寄存器）中获取数据，这些数据可能与参数值匹配，也可能不匹配。

上述每个printf 调用都有未定义的行为，这意味着，严格来说，您不应该对将会发生的事情抱有任何期望——即使行为在任何方面都是一致的。了解幕后发生的事情对于识别错误的原因很有用（啊，那个垃圾浮点值看起来类似于我上个月弄乱格式字符串时得到的值），但对于其他任何事情都没有。

printf("%d  %f\n"  ,  *a, *b);// prints normally (as expected)

啊，这更像是——但如果这是在之前的调用之后执行的，它们未定义的行为可能会把事情搞得一团糟，以至于即使这样也不起作用。此外，查看您的整个程序，main（其地址传递给printVar）中的变量a 和b 未初始化，因此即使在最好的情况下*a 和*b 也是垃圾.感谢黑客在评论中指出这一点。

Answer 2

仅仅因为b 不是浮点数，只有*b 是。指针实际上是整数（它们可能不是！）只是一个幸运的巧合，因此使用 %d 说明符打印它们是有效的（并导致一些不太有意义的东西）。

Answer 3

这很简单——因为参数类型与格式字符串中的预期类型不匹配，你会得到未定义的行为。任何事情都有可能发生，所以没什么大惊小怪的。

一些调用约定不在堆栈上传递浮点参数；相反，它们通过特殊的浮点寄存器传递它们，例如x87 堆栈或 SSE 寄存器。因此，当printf 看到%f 格式说明符时，它会尝试从这些位置读取一个浮点值，但是当它看到%d 格式说明符时，它会尝试从堆栈中读取一个整数。相反，当您传入一个指针时，编译器会将其传递到堆栈上。

例如，这里有一个简单的函数：

void printVars(float a, float *p)
{
  printf("%f\n", a);
  printf("%p\n", p);
}

这是在我的 x86-64 系统上反汇编的注释版本，它使用 SSE 寄存器 %xmm0 等传递浮点值：

00000000004004f4 <printVars>:
  ;;; Function prologue
  4004f4:   55                      push   %rbp
  4004f5:   48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
  4004f8:   48 83 ec 10             sub    $0x10,%rsp

  ;;; Set up floating-point argument in %xmm0 register
  4004fc:   f3 0f 11 45 fc          movss  %xmm0,-0x4(%rbp)
  400501:   48 89 7d f0             mov    %rdi,-0x10(%rbp)
  400505:   f3 0f 10 45 fc          movss  -0x4(%rbp),%xmm0
  40050a:   0f 5a c0                cvtps2pd %xmm0,%xmm0
  ;;; Set up format string argument (%rdi) and call printf
  40050d:   b8 3c 06 40 00          mov    $0x40063c,%eax
  400512:   48 89 c7                mov    %rax,%rdi
  400515:   b8 01 00 00 00          mov    $0x1,%eax
  40051a:   e8 d1 fe ff ff          callq  4003f0 <printf@plt>

  ;;; Set up format string argument (%rdi) and pointer argument (%rsi) amd
  ;;; call printf
  40051f:   b8 40 06 40 00          mov    $0x400640,%eax
  400524:   48 8b 55 f0             mov    -0x10(%rbp),%rdx
  400528:   48 89 d6                mov    %rdx,%rsi
  40052b:   48 89 c7                mov    %rax,%rdi
  40052e:   b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax
  400533:   e8 b8 fe ff ff          callq  4003f0 <printf@plt>

  ;;; Function epilogue
  400538:   c9                      leaveq 
  400539:   c3                      retq 

Answer 4

让我们逐行检查代码

void printVar(int *a, float *b, char *s)
{
    printf("%d\n", a);            // here, printf print address of a as an int
    printf("%d  %p\n",   a,  b);  // address of b is not a float number
    printf("%d  %f\n"  ,  *a, *b);// *a is a int, *b is a float number
}

Answer 5

对您的程序进行这种修改的行为可能很有启发性。

#include <stdio.h>
void printVar(int *a, float *b)
{
    printf("%d %e %p\n", a, a, a);
    printf("%d %e %p\n", b, b, b);
    printf("%d %e %p\n", *a, *a, *a);
    printf("%d %e %p\n", *b, *b, *b);
}
int
main(void)
{
  int a = 0x44444444;
  float b = 5.019220152e+33;
  printVar(&a, &b);
  return 0;
}