c和c++中的坑

这篇文章记录了我在c和c++开发中遇到的一些坑。

  1. 以下程序段的输出结果是什么?

    printf("%d\n", 1 | 0 == 0);
    printf("%d\n", 0 & 1 == 0);
    printf("%d\n", 1 + 2 << 3);
    

    答案:

    1
    0
    24
    

    解释:由于位运算符的优先级较低,因此表达式1 | 0 == 0的真正含义是1 | (0 == 0),而不是(1 | 0) == 0;表达式1 + 2 << 3的真正含义是(1 + 2) << 3,而不是1 + (2 << 3)。所以,在进行与位运算有关的混合运算时,最好加上括号。

  2. 以下程序段的输出结果是什么?

    float f = 1.23;
    printf("%d\n", f == 1.23);
    

    答案:

    0
    

    解释:c/c++中浮点数字面量的类型为double,在语句float f = 1.23中,将一个double类型的值赋值给float类型的值会丢失精度,所以导致下面的相等判断结果为假。

  3. 以下c语言程序段的输出结果是什么?

    printf("%d\n", sizeof('a'));
    

    答案:

    4
    

    解释:c语言中字符字面量(用单引号括起来的值)的类型为int,因此占4个字节。然而,在c++中上面代码的执行结果为1,因为c++中字符字面量的类型为char

  4. 以下程序段的输出结果是什么?

    printf("%d\n", -2 >= strlen("123456"));
    

    答案:

    1
    

    解释:strlen函数的返回值类型为unsigned int,当int类型与unsigned int类型做运算时,会将int类型的值隐式转换成unsigned int。所以表达式-2 >= strlen("123456")在求值时会将int类型的-2转换成unsigned int,得到一个很大的数,最后比较的结果为真。

  5. 以下程序段的输出结果是什么?

    char str[] = "abcdef";
    for (int i = -1; i < strlen(str) - 1; ++i)
    {
        printf("%c ", str[i + 1]);
    }
    

    答案:没有任何输出

    解释:还是上一题的坑。在第一趟for循环之前,i的值初始化为int类型的-1strlen(str) - 1得到一个unsigned int类型的5,在它们比较的过程中,会将i转换成unsigned int,得到一个很大的数,导致i < strlen(str) - 1结果为假,所以直接跳出循环。

  6. 以下程序段的输出结果是什么?

    const char* str[] =
    {
        "one",
        "two",
        "three",
        "four",
        "five"
        "six",
        "seven",
        "eight"
    };
    
    for (int i = 0; i < sizeof(str) / sizeof(str[0]); ++i)
    {
        printf("%s\n", str[i]);
    }
    

    答案:

    one
    two
    three
    four
    fivesix
    seven
    eight
    

    解释:注意在str数组初始化的大括号中,"five""six"之间忘记加逗号分隔了!这种情况下,这两个字符串常量会被拼接在一起,即"five""six"等价于"fivesix"。让人绝望的是,此时编译器不会有任何编译错误或警告!

  7. 以下程序段的输出结果是什么?

    int a[] =
    {
        0001,
        0010,
        0100,
        1000
    };
    
    for (int i = 0; i < 4; i++)
    {
        printf("%d\n", a[i]);
    }
    

    答案:

    1
    8
    64
    1000
    

    解释:在c/c++中,以0开头的整形字面量是八进制,所以千万不要通过在整数前面补0来对齐各个数位。

  8. 以下程序段的输出结果是什么?

    int i = 10;
    printf("%d\n", i);
    printf("%d\n", sizeof(i++));
    printf("%d\n", i);
    

    答案:

    10
    4
    10
    

    解释:sizeof操作符仅仅存在于编译时。编译器遇到sizeof之后,首先判断sizeof括号中表达式的类型(本例中i++int类型),然后将整个sizeof表达式替换成该类型所占空间的字节数。所以,程序编译后,sizeof(i++)已经被替换成了常数4,并不会导致i自增。

  9. 以下程序段的输出结果是什么?

    int i = 2;
    int j = 10;
    
    switch (i)
    {
        j = 20;
    case 1:
        printf("1: j = %d\n", j);
        break;
    case 2:
        printf("2: j = %d\n", j);
        break;
    default:
        printf("default: j = %d\n", j);
        break;
    }
    

    答案:

    2: j = 10
    

    解释:switch-case语句本质上相当于一系列的goto语句,在上面的代码中,判断i等于2之后,直接就跳转到了case 2处执行,上面的j = 20将被忽略。

  10. 以下程序段为什么编译错误?

    int* ptr1, ptr2;
    ptr1 = (int*)malloc(sizeof(int));
    ptr2 = ptr1;
    *ptr2 = 10;
    printf("%d\n", *ptr2);
    

    解释:int* ptr1, ptr2这条语句实际上定义了一个int*类型的ptr1和一个int类型的ptr2,而不是两个int*类型的ptr1ptr2。如果要让ptr1ptr2都定义为int*,正确的写法应该是int *ptr1, *ptr2

  11. 以下c语言程序段的输出结果是什么?

    int a[2][3];
    int** p = a;
    
    for (int i = 0; i < 2; ++i)
    {
        for (int j = 0; j < 3; ++j)
        {
            p[i][j] = 37;
        }
    }
    
    for (int i = 0; i < 2; ++i)
    {
        for (int j = 0; j < 3; ++j)
        {
            printf("%d ", a[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
    

    答案:程序崩溃

    解释:上面程序段的意图是把二维数组a的所有元素设置为37,然后输出,但是问题出在int** p = a这句上。实际上,a的类型并不是int**,而是int(*)[3],所以应该将p的定义改为int(*p)[3] = a。注意,以上代码在c++中会编译错误,在c语言中则不会。

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