临时变量在stcak中顺序(gcc4.4)

 

朋友问我一道题他碰到的笔试题：

#include <stdio.h>int main(void){ int i=1; char a[] = {'x', 'y', 'z','/0'}; char b[] = {'a', 'b', 'c'}; char c[] = "def"; printf("%d %d/n",strlen(b),sizeof(b));}

 

sizeof(b)求b所占用的空间，这个是3没有问题。

 

strlen仅仅根据'/0'的出现判断字符串大小，而不管'/0'是不是出现在数组之内。由于b的末尾没有'/0'，所以strlen(b)的值依赖于程序的内存布局。

 

我记得李先静兄在《系统程序员成长计划》里提到过gcc对临时变量的进栈顺序处理，查了一下：
“gcc不同版本的处理是不一样的，对于老版本的gcc(如gcc3.4)，第一个临时变量放在最高的地址，第二个其次，依次顺序分布。而对于新版本的gcc(如gcc4.3)，临时变量的位置是反的，即最后一个临时变量在最高的地址，倒数第二个其次，依次顺序分布。”

 

不管是临时变量在栈中的顺序是递增还是递减,只要是有序的,那么strlen(b)的值就应该是6，我估计这也是出题者在b的前后各放了一个4字节长的数组的原因。

 

朋友验证之后告诉我，他在gcc4.4.1下输出是7 3，于是我做了下面的实验，验证临时变量在stack中的排列顺序：

 

Unbuntu + gcc 4.4.1

#include <stdio.h>int main(void){ int i=1; char a[] = {'x', 'y', 'z','/0'}; char b[] = {'a', 'b', 'c'}; char c[] = "def"; printf("%x %x %x %x/n",&i,&a,&b,&c); printf("%d %d/n",strlen(b),sizeof(b));}Starting program: /home/flg/a.outbffff448 bffff444 bffff44d bffff4407 3Breakpoint 1, main () at 1.c:3333}(gdb) x /20bx 0xbffff4400xbffff440:0x640x650x660x000x780x790x7a0x000xbffff448:0x010x000x000x000xf40x610x620x630xbffff450:0xc00x840x040x08

输出：
bffff448 bffff444 bffff44d bffff440
7 3
从内存布局可以看出，gcc调整了变量的顺序，难道是为了32bit对齐所作的优化？

 

接着来，多定义了一个char变量：

#include <stdio.h>int main(void){ int i=1; char a[] = {'x', 'y', 'z','/0'}; char b[] = {'a', 'b', 'c'}; char c[] = "def"; char m = 0; printf("%x %x %x %x/n",&i,&a,&b,&c); printf("%d %d/n",strlen(b),sizeof(b));}Starting program: /home/flg/a.outbffff448 bffff444 bffff44c bffff4403 3Breakpoint 1, main () at 1.c:3333}(gdb) x /20bx 0xbffff4400xbffff440:0x640x650x660x000x780x790x7a0x000xbffff448:0x010x000x000x000x610x620x630x000xbffff450:0xc00x840x040x08

输出：
bffff448 bffff444 bffff44c bffff440
3 3
果然是把新定义的char变量放到了b的后面，这些不对齐的变量放到了堆栈的高地址（先入栈）。

 

接着验证：

#include <stdio.h>int main(void){ int i=1; char a[] = {'x', 'y', 'z','/0'}; char b[] = {'a', 'b', 'c','d'}; char c[] = "def"; //char m = 0; printf("%x %x %x %x/n",&i,&a,&b,&c); printf("%d %d/n",strlen(b),sizeof(b));}Starting program: /home/flg/a.outbffff44c bffff448 bffff444 bffff4407 4Breakpoint 1, main () at 1.c:3333}(gdb) x/20xb 0xbffff4400xbffff440:0x640x650x660x000x610x620x630x640xbffff448:0x780x790x7a0x000x010x000x000x000xbffff450:0xc00x840x040x08

输出：
bffff44c bffff448 bffff444 bffff440
7 4
b也是32bit对齐后，变成了先定义的在堆栈高地址（先声明先入栈）。

 

再来： 

#include <stdio.h>int main(void){ int i=1; char a[] = {'x', 'y', 'z','/0'}; char b[] = {'a', 'b', 'c','d'}; char c[] = "def"; char m = 0; printf("%x %x %x %x/n",&i,&a,&b,&c); printf("%d %d/n",strlen(b),sizeof(b));}Starting program: /home/flg/a.outbffff448 bffff444 bffff440 bffff43c7 4Breakpoint 1, main () at 1.c:3333}(gdb) x /20xb 0xbffff43c0xbffff43c:0x640x650x660x000x610x620x630x640xbffff444:0x780x790x7a0x000x010x000x000x000xbffff44c:0xf40xef0x260x00(gdb) x /20xb &m0xbffff44f:0x000xd00x840x040x080x000x000x000xbffff457:0x000xd80xf40xff0xbf0x560x4b0x140xbffff45f:0x000x010x000x00 

输出：
bffff448 bffff444 bffff440 bffff43c
7 4
再次加入char 类型变量之后，不是32bit对齐的char放在了堆栈的高地址处。

 

windows下用 codeblock + mingw（gcc 4.4.4）测试了一下题目的代码：

堆栈里的数据如下：

gcc4.4.4没有优化32bit对齐，先声明先入栈。

 

结论：

临时变量在栈中的顺序没有强制规定，完全依赖于编译器的实现，不应该对它做任何假设。

 

题外话：

这些没有标准可查、像期末考试题一样的笔试题不知道什么时候才能消失。