为什么取消引用后指针会打印不同的值？

Question

#include <stdio.h>

int main()
{
    int i = 10;
    int *p = &i;
    foo(&p);
    printf("%d ", *p);
    printf("%d ", *p);
}

void foo(int **const p)
{
    int j = 11;
    *p = &j;
    printf("%d ", **p);
}

上面的code打印：

11 11 Undefined-value

为什么第三次打印未定义的值？为什么它最后不打印11？

Answer 1

在foo内部，将*p (与main中的p相同)设置为局部变量的地址。当foo返回时，该变量将超出作用域，因此该地址不会指向任何有意义的位置。

返回局部变量的地址，然后取消引用该地址调用未定义行为。

至于可能发生的事情，当您在从*p返回后第一次读取foo时，由于没有调用其他函数，j驻留在堆栈上的地址还没有被重用。然后调用printf时，该地址确实会在printf的堆栈帧中被重用。然后，下一次读取*p时，它将包含放在那里的最后一个函数调用。

然而，要重申的是，这是未定义的行为，因此不能依赖于这种情况的发生。使用不同的编译器，甚至使用具有不同优化设置的同一编译器进行编译，可以更改未定义的行为如何显示自身。

作为一个未定义行为的示例，在使用-O0编译gcc时，我得到了以下输出：

11 11 11 

使用-O1：

11 11 0

使用-O2：

11 0 0

使用-O3：

11 0 0

注意，在一种情况下，我们得到了“预期的”输出，而在另一种情况下，我们没有得到，而且以不同的方式。

您可以通过将j定义为static或文件作用域(即函数外部)来避免此问题，在这种情况下，变量的生存期为完整程序的生存期，因此其地址始终有效。

Answer 2

试试这个(不要将int j定义为局部变量)：

#include <stdio.h>

void foo(int **const p);
int j = 11;          // define int j outside of the function as public

int main()
{
    int i = 10;
    int *p = &i;
    foo(&p);

    printf("%d ", *p);
    printf("%d ", *p);
}

void foo(int **const p)
{
    *p = &j;
    printf("%d ", **p);
}

产出将是：

11 11 11

当您在int j = 11;中定义void foo(int **const p)时，这些步骤如下：

1. *p取j地址
2. 所以**p将是11和foo函数的返回。

现在因为int j;是本地的，所以j内存会在foo调用之后被销毁！

**p指向一个未定义的内容，在这种状态下，您将得到Undefined-value输出。