重要的事情說三遍:局部變量一定要初始化!你做到了嗎?


這篇文章主要給大家介紹了關於C語言未初始化的局部變量是多少,文中通過示例代碼以及圖文介紹的非常詳細,對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值,需要的朋友們下面來一起學習吧。
 
 
在演示一個實際代碼行為之前,先給出一個知識,CPU不認識變量,更無法識別變量的名字,CPU只會從特定的內存位置取值或者將值存到特定的內存位置,因此當問一個變量的值是多少的時候,必須要知道這個變量對應的值被保存在什么地方。
來看下面的代碼:
#include <stdio.h> void func1() { int a; printf("func1:%d\n", a); a = 12345; } void func2() { int b; printf("func2:%d\n", b); } void func4() { int d; printf("func3:%d\n", d); } void func3() { int c; printf("func3:%d\n", c); c = 54321; func4(); } void test_call() { func3(); } int main(int argc, char **argv) { func1(); func2(); test_call(); }
我們有func1~func4一共4個函數,其內部均有一個未初始化的局部變量,它們的值到底是多少呢?
對於這種局部變量,它們的值取決於:
變量在棧中的位置。
變量對應的棧位置在之前有沒有被store過。
可以看到,上述第一點標記了一個內存位置,第二點則是代碼的行為,也就是說,只要有代碼去store對應的位置, 且后續的代碼沒有reset該位置的值的話,該位置就會保留着原先被store后的值。
驗證非常簡單,試一下就知道了:
[root@localhost test]# ./a.out func1:0 func2:12345 func3:0 func3:0
按照函數調用棧幀的變化,func1的局部變量a和func2的局部變量b顯然是位於同一個位置的,在func1被調用時,這是一塊新的內存(可能在進入main之前有棧幀到達過這個位置),a的值取決於調入內存該位置的頁面對應偏移的初始值,這取決於操作系統:
操作系統在分配給程序頁面時可能會將頁面clear為零頁。
棧的分配不會涉及C庫,這里顯然並不涉及C庫的行為,但類似malloc分配的內存則涉及C庫了。
打印結果,a的值為0,我們認為操作系統返回給了應用程序零頁。接下來在func1中將其賦值12345之后函數返回,接下來調用func2的時候,在之前func1已經退出的棧幀位置重建棧幀,對應位置依然還是12345。
我沒有看到func1的ret操作后面有stack清0的代碼指令。效率考慮,也不該有這樣的指令。
再看test_call函數,很明顯,func3和func4調用使用的並不是同一個棧幀,因此即便是在func3中對c賦值了54321,也不會影響在其棧幀之上的func4的棧幀對應位置的值d。因此c和d的初始值均保持為0。
那么,初始化一個局部變量和不初始化一個局部變量,在指令層面上,區別在哪里呢?
很簡單,親眼看一下就知道,先看未初始化局部變量的func1:
// int a; 00000000004005ad <func1>: 4005ad: 55 push %rbp 4005ae: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp 4005b1: 48 83 ec 10 sub $0x10,%rsp 4005b5: 8b 45 fc mov -0x4(%rbp),%eax 4005b8: 89 c6 mov %eax,%esi 4005ba: bf 90 07 40 00 mov $0x400790,%edi 4005bf: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax 4005c4: e8 b7 fe ff ff callq 400480 <printf@plt> 4005c9: c7 45 fc 39 30 00 00 movl $0x3039,-0x4(%rbp) 4005d0: c9 leaveq 4005d1: c3 retq
再看初始化局部變量a為2222的版本:
// int a = 2222; 00000000004005ad <func1>: 4005ad: 55 push %rbp 4005ae: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp 4005b1: 48 83 ec 10 sub $0x10,%rsp 4005b5: c7 45 fc 00 00 00 00 movl $0x0,-0x4(%rbp) 4005bc: 8b 45 fc mov -0x4(%rbp),%eax 4005bf: 89 c6 mov %eax,%esi 4005c1: bf 90 07 40 00 mov $0x400790,%edi 4005c6: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax 4005cb: e8 b0 fe ff ff callq 400480 <printf@plt> 4005d0: c7 45 fc 39 30 00 00 movl $0x3039,-0x4(%rbp) 4005d7: c9 leaveq 4005d8: c3 retq
僅僅差了一條指令:
4005b5: c7 45 fc 00 00 00 00 movl $0x0,-0x4(%rbp)
初始化的操作是依靠實實在在的指令完成的。
總結一句,函數返回在pop出當前棧幀的時候,並不會清理它遺留在棧幀里的數據,下個函數調用再次重用到該棧幀的內存時,未初始化的局部變量將會被遺留數據影響,從而變得不確定!
所以,記得初始化你的局部變量。如果你不這樣做,上帝終究會將你咔嚓了的。
 


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