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#include <stdio.h>
void main(void)
{
char array[4] = {0, 1, 2, 3};
float *fpek;
int i;
for(i=0;i<4;i++)
{
fprintf(stderr,"i = %d ", i);
fpek = (float *)(&array[i]);
fprintf(stderr, "fpek = %lx ", (unsigned long) fpek);
*fpek = (float) i + 10;
fprintf(stderr, "*fpek = %.2f\n", *fpek);
}
}
$ cc alignment.c
$ a.out
i = 0 fpek = effff0fc *fpek = 10.00
i = 1 fpek = effff0fd Bus error
以上代码是在C编程练习资料中找到的。我理解这些陈述本身,但我真的不明白作者试图说明什么。为什么会出现总线错误?
最佳答案
对齐与否,这只是简单的错误:
fpek = (float *)(&array[i]); // invalid for i>0, questionable for i==0
fprintf(stderr, "fpek = %lx ", (unsigned long) fpek);
*fpek = (float) i + 10;
由于 array
最多是四个字符宽,即使您的 system-float
是 4 个字节,您也会立即寻址(可能未对齐)数据 i当使用
字节超出数组范围。一旦您取消引用该指针,您要么会因未对齐而发生总线错误,或者在偶然情况下您的体系结构对 i>0
分配时,float
没有对齐限制(大多数确实) 您将开始使用随后的赋值处理堆栈变量。
为了突出作者可能试图克服的错误(对齐可能很重要)而不引入除此之外的未定义行为,请考虑这样的事情:
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
int main()
{
/* note: defined to hold enough bytes for *two* floats. */
float *fpek = NULL;
char array[2*sizeof(*fpek)];
int i;
/* fill with incrementing values */
for (i=0; i<sizeof(array)/sizeof(array[0]);++i)
array[i] = (i+1);
// now walk the array, one char at a time,
// casting the address of the current element
// to a float pointer and try to read/write it.
fprintf(stderr, "array = %p, size=%lu\n", array, sizeof(array));
for(i=0;i<sizeof(*fpek);++i)
{
fprintf(stderr,"i = %d, ", i);
fpek = (void*)(array+i);
fprintf(stderr, "fpek = %p, ", fpek);
*fpek = i+10;
fprintf(stderr, "*fpek = %.2f\n", *fpek);
}
return 0;
}
无论 float
在您的系统上有多宽/多窄,这都不会引入未定义的行为特定于走过字符数组的末尾。它很可能仍然是总线错误,但至少解决了超出数组下标的 UB。
在我的 Mac Air(Intel 64 位 CPU)上运行它不会产生总线错误:
array = 0x7fff5fbff868, size=8
i = 0, fpek = 0x7fff5fbff868, *fpek = 10.00
i = 1, fpek = 0x7fff5fbff869, *fpek = 11.00
i = 2, fpek = 0x7fff5fbff86a, *fpek = 12.00
i = 3, fpek = 0x7fff5fbff86b, *fpek = 13.00
如您所见,我的平台对 float
对齐不是特别挑剔。您的结果可能(根据您之前的输出判断,可能将)有所不同。
注意:fpek = (void*)(array+i);
的 (void*)
转换可能看起来很奇怪,但这是 C,所以我可以摆脱它。我这样做的原因是为了让您演示其他浮点类型并查看它们是否有对齐限制。如所写,您可以仅将函数顶部的 fpek
声明更改为 double
:
double *fpek = NULL;
然后重新运行程序。在我的系统上这会产生:
array = 0x7fff5fbff860, size=16
i = 0, fpek = 0x7fff5fbff860, *fpek = 10.00
i = 1, fpek = 0x7fff5fbff861, *fpek = 11.00
i = 2, fpek = 0x7fff5fbff862, *fpek = 12.00
i = 3, fpek = 0x7fff5fbff863, *fpek = 13.00
i = 4, fpek = 0x7fff5fbff864, *fpek = 14.00
i = 5, fpek = 0x7fff5fbff865, *fpek = 15.00
i = 6, fpek = 0x7fff5fbff866, *fpek = 16.00
i = 7, fpek = 0x7fff5fbff867, *fpek = 17.00
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