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C語言的謎題 | 酷殼 - CoolShell.cn

 Synix 2010-03-19


這幾天，本站推出了幾篇關(guān)于C語言的很多文章如下所示：

我們可以看到很多C語言相關(guān)的一些東西。比如《語言的歧義》主要告訴了大家C語言中你意想不到的錯誤以及一些歧義上的東西。而《誰說C語言很簡單》則通過一些看似你從來不可能寫出的代碼來告訴大家C語言并不是一件容易事情?！?個變態(tài)的hello world》和《如何弄亂C的源代碼》則以一種極端的方式告訴大家，不要以為咱們自己寫不出混亂的代碼，每個程序員其實(shí)都有把代碼搞得一團(tuán)亂的潛質(zhì)。通過這些文章，相信你對編程或是你覺得很簡單的C語言有了一些了解。是的，很不容易吧，以前是不是低估了編程和C語言？今天是否我們又在低估C++和Java呢？

本篇文章《C語言的謎題》展示了14個C語言的迷題以及答案，代碼應(yīng)該是足夠清楚的，而且我也相信有相當(dāng)?shù)囊恍├涌赡苁俏覀內(nèi)粘９ぷ骺赡軙姷玫降?。通過這些迷題，希望你能更了解C語言。如果你不看答案，不知道是否有把握回答各個謎題？讓我們來試試。

1、下面的程序并不見得會輸出 hello-std-out，你知道為什么嗎？

01 #include <stdio.h>
02 #include <unistd.h>
03 int main()
04 {
05     while(1)
06     {
07         fprintf(stdout,"hello-std-out");
08         fprintf(stderr,"hello-std-err");
09         sleep(1);
10     }
11     return 0;
12 }

參考答案：stdout和stderr是不是同設(shè)備描述符。stdout是塊設(shè)備，stderr則不是。對于塊設(shè)備，只有當(dāng)下面幾種情況下才會被輸入，1）遇到回車，2）緩沖區(qū)滿，3）flush被調(diào)用。而stderr則不會。

2、下面的程序看起來是正常的，使用了一個逗號表達(dá)式來做初始化。可惜這段程序是有問題的。你知道為什么呢？

1 #include <stdio.h>
2   
3 int main()
4 {
5     int a = 1,2;
6     printf("a : %d\n",a);
7     return 0;
8 }

參考答案：這個程序會得到編譯出錯（語法出錯），逗號表達(dá)式是沒錯，可是在初始化和變量聲明時，逗號并不是逗號表達(dá)式的意義。這點(diǎn)要區(qū)分，要修改上面這個程序，你需要加上括號： int a = (1,2);

3、下面的程序會有什么樣的輸出呢？

1 #include <stdio.h>
2 int main()
3 {
4     int i=43;
5     printf("%d\n",printf("%d",printf("%d",i)));
6     return 0;
7 }

參考答案：程序會輸出4321，你知道為什么嗎？要知道為什么，你需要知道printf的返回值是什么。printf返回值是輸出的字符個數(shù)。

4、下面的程序會輸出什么？

1 #include <stdio.h>
2 int main()
3 {
4     float a = 12.5;
5     printf("%d\n", a);
6     printf("%d\n", (int)a);
7     printf("%d\n", *(int *)&a);
8     return 0;
9 }

參考答案：
該項(xiàng)程序輸出如下所示，
0
12
1095237632
原因是：浮點(diǎn)數(shù)是4個字節(jié)，12.5f 轉(zhuǎn)成二進(jìn)制是：01000001010010000000000000000000，十六進(jìn)制是：0×41480000，十進(jìn)制是：1095237632。所以，第二和第三個輸出相信大家也知道是為什么了。而對于第一個，為什么會輸出0，我們需要了解一下float和double的內(nèi)存布局，如下：

  • float: 1位符號位(s)、8位指數(shù)(e)，23位尾數(shù)(m,共32位)
  • double: 1位符號位(s)、11位指數(shù)(e)，52位尾數(shù)(m,共64位)

然后，我們還需要了解一下printf由于類型不匹配，所以，會把float直接轉(zhuǎn)成double，注意，12.5的float和double的內(nèi)存二進(jìn)制完全不一樣。別忘了在x86芯片下使用是的反字節(jié)序，高位字節(jié)和低位字位要反過來。所以：

  • float版：0×41480000 (在內(nèi)存中是：00 00 48 41)
  • double版：0×4029000000000000 (在內(nèi)存中是：00 00 00 00 00 00 29 40)

而我們的%d要求是一個4字節(jié)的int，對于double的內(nèi)存布局，我們可以看到前四個字節(jié)是00，所以輸出自然是0了。

這個示例向我們說明printf并不是類型安全的，這就是為什么C++要引如cout的原因了。

5、下面，我們再來看一個交叉編譯的事情，下面的兩個文件可以編譯通過嗎？如果可以通過，結(jié)果是什么？

file1.c

1 int arr[80];

file2.c

1 extern int *arr;
2 int main()
3 {
4     arr[1] = 100;
5     printf("%d\n", arr[1]);
6     return 0;
7 }

參考答案：該程序可以編譯通過，但運(yùn)行時會出錯。為什么呢？原因是，在另一個文件中用 extern int *arr來外部聲明一個數(shù)組并不能得到實(shí)際的期望值，因?yàn)樗麄兊念愋筒⒉黄ヅ?。所以?dǎo)致指針實(shí)際并沒有指向那個數(shù)組。注意：一個指向數(shù)組的指針，并不等于一個數(shù)組。修改：extern int arr[]。（參考：ISO C語言 6.5.4.2 節(jié)）

6、請說出下面的程序輸出是多少？并解釋為什么？（注意，該程序并不會輸出 “b is 20″）

01 #include <stdio.h>
02 int main()
03 {
04     int a=1;
05     switch(a)
06     {
07         int b=20;
08         case 1:
09             printf("b is %d\n",b);
10             break;
11         default:
12             printf("b is %d\n",b);
13             break;
14     }
15     return 0;
16 }

參考答案：該程序在編譯時，可能會出現(xiàn)一條warning: unreachable code at beginning of switch statement。我們以為進(jìn)入switch后，變量b會被初始化，其實(shí)并不然，因?yàn)閟witch-case語句會把變量b的初始化直接就跳過了。所以，程序會輸出一個隨機(jī)的內(nèi)存值。

7、請問下面的程序會有什么潛在的危險？

1 #include <stdio.h>
2 int main()
3 {
4     char str[80];
5     printf("Enter the string:");
6     scanf("%s",str);
7     printf("You entered:%s\n",str);
8     return 0;
9 }

參考答案：本題很簡單了。這個程序的潛在問題是，如果用戶輸入了超過80個長度的字符，那么就會有數(shù)組越界的問題了，你的程序很有可以及會crash了。

8、請問下面的程序輸出什么？

01 #include <stdio.h>
02 int main()
03 {
04     int i;
05     i = 10;
06     printf("i : %d\n",i);
07     printf("sizeof(i++) is: %d\n",sizeof(i++));
08     printf("i : %d\n",i);
09     return 0;
10 }

參考答案：如果你覺得輸出分別是，10，4，11，那么你就錯了，錯在了第三個，第一個是10沒有什么問題，第二個是4，也沒有什么問題，因?yàn)槭?2位機(jī)上一個int有4個字節(jié)。但是第三個為什么輸出的不是11呢？居然還是10？原因是，sizeof不是一個函數(shù)，是一個操作符，其求i++的類型的size，這是一件可以在程序運(yùn)行前（編譯時）完全的事情，所以，sizeof(i++)直接就被4給取代了，在運(yùn)行時也就不會有了i++這個表達(dá)式。

9、請問下面的程序的輸出值是什么？

01 #include <stdio.h>
02 #include <stdlib.h>
03   
04 #define SIZEOF(arr) (sizeof(arr)/sizeof(arr[0]))
05 #define PrintInt(expr) printf("%s:%d\n",#expr,(expr))
06   
07 int main()
08 {
09     /* The powers of 10 */
10     int pot[] = {
11                     0001,
12                     0010,
13                     0100,
14                     1000
15                 };
16   
17     int i;
18     for(i=0;i<SIZEOF(pot);i++)
19         PrintInt(pot[i]);
20   
21     return 0;
22 }

參考答案：好吧，如果你對于PrintInt這個宏有問題的話，你可以去看一看《語言的歧義》中的第四個示例。不過，本例的問題不在這里，本例的輸出會是：1，8，64，1000，其實(shí)很簡單了，以C/C++中，以0開頭的數(shù)字都是八進(jìn)制的。

10、請問下面的程序輸出是什么？（絕對不是10）

#include 
#define PrintInt(expr) printf("%s : %dn",#expr,(expr))
int main()
{
int y = 100;
int *p;
p = malloc(sizeof(int));
*p = 10;
y = y/*p; /*dividing y by *p */;
PrintInt(y);
return 0;
}

參考答案：本題輸出的是100。為什么呢？問題就出在 y = y/*p;上了，我們本來想的是 y / (*p) ，然而，我們沒有加入空格和括號，結(jié)果y/*p中的 /*被解釋成了注釋的開始。于是，這也是整個惡夢的開始。

11、下面的輸出是什么？

01 #include <stdio.h>
02 int main()
03 {
04     int i = 6;
05     if( ((++i < 7) && ( i++/6)) || (++i <= 9))
06         ;
07   
08     printf("%d\n",i);
09     return 0;
10 }

參考答案：本題并不簡單的是考前綴++或反綴++，本題主要考的是&&和||的短路求值的問題。所為短路求值：對于（條件1 && 條件2），如果“條件1”是false，那“條件2”的表達(dá)式會被忽略了。對于（條件1 || 條件2），如果“條件1”為true，而“條件2”的表達(dá)式則被忽略了。所以，我相信你會知道本題的答案是什么了。

12、下面的C程序是合法的嗎？如果是，那么輸出是什么？

01 #include <stdio.h>
02 int main()
03 {
04     int a=3, b = 5;
05   
06     printf(&a["Ya!Hello! how is this? %s\n"], &b["junk/super"]);
07   
08     printf(&a["WHAT%c%c%c  %c%c  %c !\n"], 1["this"],
09         2["beauty"],0["tool"],0["is"],3["sensitive"],4["CCCCCC"]);
10   
11     return 0;
12 }

參考答案：
本例是合法的，輸出如下：

Hello! how is this? super
That is C !

本例主要展示了一種另類的用法。下面的兩種用法是相同的：

“hello”[2]
2["hello"]

如果你知道：a[i] 其實(shí)就是 *(a+i)也就是 *(i+a)，所以如果寫成 i[a] 應(yīng)該也不難理解了。

13、請問下面的程序輸出什么？（假設(shè)：輸入 Hello, World）

1 #include <stdio.h>
2 int main()
3 {
4     char dummy[80];
5     printf("Enter a string:\n");
6     scanf("%[^r]",dummy);
7     printf("%s\n",dummy);
8     return 0;
9 }

參考答案：本例的輸出是“Hello, Wo”，scanf中的”%[^r]“是從中作梗的東西。意思是遇到字符r就結(jié)束了。

14、下面的程序試圖使用“位操作”來完成“乘5”的操作，不過這個程序中有個BUG，你知道是什么嗎？

01 #include <stdio.h>
02 #define PrintInt(expr) printf("%s : %d\n",#expr,(expr))
03 int FiveTimes(int a)
04 {
05     int t;
06     t = a<<2 + a;
07     return t;
08 }
09   
10 int main()
11 {
12     int a = 1, b = 2,c = 3;
13     PrintInt(FiveTimes(a));
14     PrintInt(FiveTimes(b));
15     PrintInt(FiveTimes(c));
16     return 0;
17 }

參考答案：本題的問題在于函數(shù)FiveTimes中的表達(dá)式“t = a<<2 + a;”，對于a<<2這個位操作，優(yōu)先級要比加法要低，所以這個表達(dá)式就成了“t = a << (2+a)”，于是我們就得不到我們想要的值。該程序修正如下：

1 int FiveTimes(int a)
2 {
3     int t;
4     t = (a<<2) + a;
5     return t;
6 }

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