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
   ", 1 | 0 == 0);
   printf("%d
   ", 0 & 1 == 0);
   printf("%d
   ", 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
   ", 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
   ", 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
   ", -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-1，strlen(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
   ", 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"和"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
   ", 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
   ", i);
   printf("%d
   ", sizeof(i++));
   printf("%d
   ", 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++为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
   ", j);
   	break;
   case 2:
   	printf("2: j = %d
   ", j);
   	break;
   default:
   	printf("default: j = %d
   ", 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
    ", *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ptr1和ptr2。如果要让ptr1和ptr2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("
    ");
    }
    

    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。