誰說C語言很簡單？
前兩天，Neo寫了一篇《語言的歧義》其使用C語言討論了一些語言的歧義。大家應該也順便了解了一下C語言中的很多不可思異的東西，可能也是你從未註意到的東西。
是的，C語言並不簡單，讓我們來看看下面這些示例：
- 為什麽下面的代碼會返回0？(這題應該很簡單吧)
int x; return x == (1 && x);本題主要是關於C/C++中變量初始化的問題。
- 為什麽下面的代碼會返回0而不是-1？
return ((1 - sizeof(int)) >> 32);答案：sizeof 是一個unsigned的類型，所以……
- 代碼作用域是一件很詭異的事，下面這個函數返回值是什麽？
int x = 5; int f() { int x = 3; { extern int x; return x; } }答案：5
- 函數和函數指針可以相互轉換。下面的語句哪些是合法的？
int (*pf)(void); int f(void) { pf = &f; // 沒問題 pf = ***f; // 取址？ pf(); // 函數指針可以調用？ (****pf)(); // 這又是什麽？ (***************f)(); // 這個夠變態了吧？ }答案：全部合法。
- 初始化可能是ISO C中最難的部分了。無論是MSVC 還是GCC 都沒有完全實現。GCC 可能更接近標準。在下面的代碼中，i.nested.y和i.nested.z的最終值是什麽？
struct { int x; struct { int y, z; } nested; } i = { .nested.y = 5, 6, .x = 1, 2 };答案：2和6
- 下面這個示例是C語言的痛，main函數返回值是什麽？
typedef struct { char *key; char *value; } T1; typedef struct { long type; char *value; } T3; T1 a[] = { { "", ((char *)&((T3) {1, (char *) 1})) } }; int main() { T3 *pt3 = (T3*)a[0].value; return pt3->value; }
答案：1（你知道為什麽嗎？）
- 下面這個例就更變態了。在GCC的文檔中，這個語法是合法的，但是不知道為什麽GCC並沒有實現。下面的代碼返回 2.
return ((int []){1,2,3,4})[1]; - 在下面的這個示例中，有一個“bar” 函數及其函數指針 “pbar” 的兩個拷貝(static 類型一般作用於語句塊或文件域).
int foo() { static bar(); static (*pbar)() = bar; } static bar() { return 1; } static (*pbar)() = 0; - 下面的這個函數返回值是什麽？取決於編譯器是先處理unsigned long轉型，還是負號。
unsigned long foo() { return (unsigned long) - 1 / 8; }如果是： ((unsigned long) - 1) / 8，那將是一個很大的數。
如果是： (unsigned long) (- 1 / 8 ), 那將是 0
是的，這樣使用C語言可能很奇怪，不過我們可以從另一方面了解C語言的很多我們不常註意的特性。C語言其實並不容易。
C語言的謎題
這幾天，本站推出了幾篇關於C語言的文章如下所示：
- 語言的歧義 [酷殼鏈接] [CSDN鏈接]
- 誰說C語言很簡單？ [酷殼鏈接] [CSDN鏈接]
- 6個變態的C語言Hello World程序 [酷殼鏈接] [CSDN鏈接]
- 如何加密/弄亂C源代碼 [酷殼鏈接] [CSDN鏈接]
- C語言的謎題 [酷殼鏈接] [CSDN鏈接]
我們可以看到很多C語言相關的一些東西。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語言並不是一件容易事情。《6個變態的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，每個程序員其實都有把代碼搞得一團亂的潛質。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，代碼應該是足夠清楚的，而且我也相信有相當的一些例子可能是我們日常工作可能會見得到的。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、下面的程序並不見得會輸出 hello-std-out，你知道為什麽嗎？
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main() { while(1) { fprintf(stdout,"hello-std-out"); fprintf(stderr,"hello-std-err"); sleep(1); } return 0; }
參考答案：stdout和stderr是不是同設備描述符。stdout是塊設備，stderr則不是。對於塊設備，只有當下面幾種情況下才會被輸入，1）遇到回車，2）緩沖區滿，3）flush被調用。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式來做初始化。可惜這段程序是有問題的。你知道為什麽呢？
#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 1,2;
printf("a : %d/n",a);
return 0;
}
參考答案：這個程序會得到編譯出錯（語法出錯），逗號表達式是沒錯，可是在初始化和變量聲明時，逗號並不是逗號表達式的意義。這點要區分，要修改上面這個程序，你需要加上括號： int a = (1,2);
3、下面的程序會有什麽樣的輸出呢？
#include <stdio.h>
int main()
{
int i=43;
printf("%d/n",printf("%d",printf("%d",i)));
return 0;
}
參考答案：程序會輸出4321，你知道為什麽嗎？要知道為什麽，你需要知道printf的返回值是什麽。printf返回值是輸出的字符個數。
4、下面的程序會輸出什麽？
#include <stdio.h>
int main()
{
float a = 12.5;
printf("%d/n", a);
printf("%d/n", (int)a);
printf("%d/n", *(int *)&a);
return 0;
}
參考答案：該項程序輸出如下所示， 0 12 1095237632 原因是：浮點數是4個字節，12.5f 轉成二進制是：01000001010010000000000000000000，十六進制是：0x41480000，十進制是：1095237632。所以，第二和第三個輸出相信大家也知道是為什麽了。而對於第一個，為什麽會輸出0，我們需要了解一下float和double的內存布局，如下：
- float: 1位符號位(s)、8位指數(e)，23位尾數(m,共32位)
- double: 1位符號位(s)、11位指數(e)，52位尾數(m,共64位)
然後，我們還需要了解一下printf由於類型不匹配，所以，會把float直接轉成double，註意，12.5的float和double的內存二進制完全不一樣。別忘了在x86芯片下使用是的反字節序，高位字節和低位字位要反過來。所以：
- float版：0x41480000 (在內存中是：00 00 48 41)
- double版：0x4029000000000000 (在內存中是：00 00 00 00 00 00 29 40)
而我們的%d要求是一個4字節的int，對於double的內存布局，我們可以看到前四個字節是00，所以輸出自然是0了。 這個示例向我們說明printf並不是類型安全的，這就是為什麽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，結果是什麽？
file1.c
int arr[80];
file2.c
extern int *arr;
int main()
{
arr[1] = 100;
printf("%d/n", arr[1]);
return 0;
}
參考答案：該程序可以編譯通過，但運行時會出錯。為什麽呢？原因是，在另一個文件中用 extern int *arr來外部聲明一個數組並不能得到實際的期望值，因為他們的類型並不匹配。所以導致指針實際並沒有指向那個數組。註意：一個指向數組的指針，並不等於一個數組。修改：extern int arr[]。（參考：ISO C語言 6.5.4.2 節）
6、請說出下面的程序輸出是多少？並解釋為什麽？（註意，該程序並不會輸出 "b is 20"）
#include <stdio.h>
int main()
{
int a=1;
switch(a)
{
int b=20;
case 1:
printf("b is %d/n",b);
break;
default:
printf("b is %d/n",b);
break;
}
return 0;
}
參考答案：該程序在編譯時，可能會出現一條warning: unreachable code at beginning of switch statement。我們以為進入switch後，變量b會被初始化，其實並不然，因為switch-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的內存值。
7、請問下面的程序會有什麽潛在的危險？
#include <stdio.h>
int main()
{
char str[80];
printf("Enter the string:");
scanf("%s",str);
printf("You entered:%s/n",str);
return 0;
}
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，那麽就會有數組越界的問題了，你的程序很有可以及會crash了。
8、請問下面的程序輸出什麽？
#include <stdio.h>
int main()
{
int i;
i = 10;
printf("i : %d/n",i);
printf("sizeof(i++) is: %d/n",sizeof(i++));
printf("i : %d/n",i);
return 0;
}
參考答案：如果你覺得輸出分別是，10，4，11，那麽你就錯了，錯在了第三個，第一個是10沒有什麽問題，第二個是4，也沒有什麽問題，因為是32位機上一個int有4個字節。但是第三個為什麽輸出的不是11呢？居然還是10？原因是，sizeof不是一個函數，是一個操作符，其求i++的類型的size，這是一件可以在程序運行前（編譯時）完全的事情，所以，sizeof(i++)直接就被4給取代了，在運行時也就不會有了i++這個表達式。
9、請問下面的程序的輸出值是什麽？
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define SIZEOF(arr) (sizeof(arr)/sizeof(arr[0]))
#define PrintInt(expr) printf("%s:%d/n",#expr,(expr))
int main()
{
/* The powers of 10 */
int pot[] = {
0001,
0010,
0100,
1000
};
int i;
for(i=0;i<SIZEOF(pot);i++)
PrintInt(pot[i]);
return 0;
}
參考答案：好吧，如果你對於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，本例的問題不在這裏，本例的輸出會是：1，8，64，1000，其實很簡單了，以C/C++中，以0開頭的數字都是八進制的。
10、請問下面的程序輸出是什麽？（絕對不是10）
#include <stdio.h>
#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。為什麽呢？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，結果y/*p中的 /*被解釋成了註釋的開始。於是，這也是整個惡夢的開始。
11、下面的輸出是什麽？
#include <stdio.h>
int main()
{
int i = 6;
if( ((++i < 7) && ( i++/6)) || (++i <= 9))
;
printf("%d/n",i);
return 0;
}
參考答案：本題並不簡單的是考前綴++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：對於（條件1 && 條件2），如果“條件1”是false，那“條件2”的表達式會被忽略了。對於（條件1 || 條件2），如果“條件1”為true，而“條件2”的表達式則被忽略了。所以，我相信你會知道本題的答案是什麽了。
12、下面的C程序是合法的嗎？如果是，那麽輸出是什麽？
#include <stdio.h>
int main()
{
int a=3, b = 5;
printf(&a["Ya!Hello! how is this? %s/n"], &b["junk/super"]);
printf(&a["WHAT%c%c%c %c%c %c !/n"], 1["this"],
2["beauty"],0["tool"],0["is"],3["sensitive"],4["CCCCCC"]);
return 0;
}
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] 其實就是 *(a+i)也就是 *(i+a)，所以如果寫成 i[a] 應該也不難理解了。
13、請問下面的程序輸出什麽？（假設：輸入 Hello, World）
#include <stdio.h>
int main()
{
char dummy[80];
printf("Enter a string:/n");
scanf("%[^r]",dummy);
printf("%s/n",dummy);
return 0;
}
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，你知道是什麽嗎？
#include <stdio.h>
#define PrintInt(expr) printf("%s : %d/n",#expr,(expr))
int FiveTimes(int a)
{
int t;
t = a<<2 + a;
return t;
}
int main()
{
int a = 1, b = 2,c = 3;
PrintInt(FiveTimes(a));
PrintInt(FiveTimes(b));
PrintInt(FiveTimes(c));
return 0;
}
參考答案：本題的問題在於函數FiveTimes中的表達式“t = a<<2 + a;”，對於a<<2這個位操作，優先級要比加法要低，所以這個表達式就成了“t = a << (2+a)”，於是我們就得不到我們想要的值。該程序修正如下：
int FiveTimes(int a)
{
int t;
t = (a<<2) + a;
return t;
}
誰說C語言很簡單？