c - Malloc 改变单独函数中未初始化变量的行为？

Question

这是我的 Programming Langs Concepts/Implementation 类(class)的问题。给定以下 C 代码片段:

void foo()  
{ 
    int i; 
    printf("%d ", i++); 
} 
void main()  
{ 
    int j; 
    for (j = 1; j <= 10; j++)  
        foo(); 
}

foo 中的局部变量 i 从未被初始化，但在大多数系统上的行为类似于静态变量。这意味着程序将打印 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9。我理解它为什么这样做(i 的内存位置永远不会改变)但是家庭作业中的问题要求修改代码(不改变 foo)以改变这种行为。我想出了一个有效的解决方案，使程序打印十个 0，但我不知道它是否是“正确”的解决方案，老实说，我也不知道为什么它有效。

这是我的解决方案:

void main()  
{ 
    int j; 
    void* some_ptr = NULL;
    for (j = 1; j <= 10; j++)
    {
        some_ptr = malloc(sizeof(void*));
        foo();
        free(some_ptr);
    }
}

我最初的想法是 i 没有改变位置，因为在 foo 的调用周围没有发生其他内存操作，所以分配一个变量应该会破坏它, 但是由于 some_ptr 分配在堆中而 i 在堆栈上，some_ptr 的分配不应该对 我？我的想法是编译器正在玩一些优化子程序调用的游戏，有人可以澄清一下吗？

Answer 1

不可能有“正确”的解决方案。但是可以有一类适用于特定 CPU 架构、ABI、编译器和编译器选项的解决方案。

将代码更改为类似这样的内容会产生改变堆栈上方内存的效果，这种方式应该会以有针对性的方式影响许多(如果不是大多数)环境。

void foo()  
{ 
    int i; 
    printf("%d ", i++); 
} 
void main()  
{ 
    int j;
    int a [2];

    for (j = 1; j <= 10; j++)
    {
        foo();
        a [-5] = j * 100;
    }
}

输出(Linux 上的 gcc x64):

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 

a[-5] 是用于跨越两个函数的开销和变量的堆栈字数。有返回地址，保存的堆栈链接值等。当 foo() 写入 a[-5] 时，堆栈可能看起来像这样:

i
saved stack link
return address
main's j
(must be something else)
main's a[]

我在第二次尝试时猜到了 -5。 -4 是我的第一个猜测。