Компилятор, препроцессор, язык Си

@orcali · Регистрация: 26.12.2023

Студворк — интернет-сервис помощи студентам

Всем привет. Стал изучать указатели и возник вопрос, связанный с инициализацией переменных и адресов. Что происходит с компилятором? Решил провести и программу для теста.
Алгоритм такой
1. Создать переменную
2. Выйти из области видимости
3. Создать переменную
4. Вернуться в область видимости
5. Проверить адрес
Программа работает как и ожидалось, смещение в стеке 4 байта, но если повторить итерацию,
то адреса дадут неожиданный результат, что сломало мне мозг. Для объяснении проблемы выведу адресацию
в таком стиле X+0.

Алгоритм выглядит так:
инициализация X+0(имя переменной = i)
выход из {}
инициализация другой переменной, где ей дают X+4(потому что int занимает в стэке 4 байта, если я правильно понимаю)
вход в {}, где снова инициализируется i, и ей снова дается адрес X+0
инициализация переменной i в другой области видимости{}, где ей даётся адрес X+8
но прикол в том, что на этот раз, программа выдала адреса другим образом.
Ожидалось адресация X+0, X+4, X+8 и т.д.,
но она выдала X+0, X+8, X+4. Вопрос почему?
Второй вопрос, как компилятор хранит переменные. Почему он понимает, что в одном месте к переменной X я обращаюсь по адресу X+0, а в другом месте к переменной Х, я обращаюсь по адресу X+N?
Программа написана таким алгоритмом:

C
1
2
3
4
5
for(int fori = 0; fori < 3; fori++){
    if(fori == 1){инициализация j}
    if(fori == 2 {инициализация i}
    for(инициализация i){}
}

Добавлено через 1 минуту
Вот полный код

C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
#include <stdio.h>
#define GETTABLE(DATA)\
    printf("\naddress("#DATA")\t\t%d\
        \nvariable("#DATA")\t\t%d\
        \ndata("#DATA")\t\t%d", &DATA, DATA, *DATA);
 
int main(void){
 
    int *p1, *p2;
    printf("int=%d", sizeof(int));
    for(int fori = 0; fori < 3; fori++){
        if(fori == 1){
            int j = 51;
            p2 = &j;
            GETTABLE(p2);
        }
        if(fori == 2){
            int i = 3333;
            p2 = &i;
            GETTABLE(p2);
        }
 
        for(int i = fori; i < 10; i++){
            if(i == fori){
                p1 = &i;
                GETTABLE(p1);
            }
        }
        GETTABLE(p1);
    }
    
    return 0;
}

Добавлено через 1 час 1 минуту
Решил дописать код только что. У меня появилась теория, что инициализация переменных идет либо в порядке исполнения, либо с конца кода программы. Добавил 3 и 4ый указатель.
Алгоритм инициализации:
p2 p3 p4 p1 если рассматривать с точки зрения кода
p1 p2 p4 p3 если рассматривать с точки зрения исполнения программы. Адресация не соответствует ожиданиям
x+0 x+12 x+4 x+8
если рассматривать адресацию слева-направо и справа-налево с точки зрения кода и исполнения, это невозможно ни при каких обстоятельствах.
Как и нелогичное поведение программы

C
1
printf("%d %d %d %d" i, i++, ++i, i)

, где результат программы зависит от компилятора.

Добавлено через 9 минут
Всё. Я разобрался в теме. Инициализация переменных идет снизу вверх, не по алгоритму, а снизу вверх по коду. Просчитался.

C
1
2
3
4
if(p2=вторая инициализация по алгоритму)
if(p3=четвертая инициализация)
if(p4=третья инициализация)
for(p1=первая инициализация)

адресация выстроилась таким образом
p1, p4, p3, p2

Рыжий Лис · 31.12.2023, 15:29

Сообщение от assemberist

Кроме того можно видеть что i6 = i7. Это похоже на оптимизацию, (создание-удаление переменных на стеке выполняется с помощью push-pop команд).

Про push-pop сомневаюсь, всегда считал, что компилятор высчитывает в compile time количество памяти под локальные переменные, а уже в run time в прологе функции выделяется память на стеке. Единожды.

А так похоже на оптимизацию, область видимости одной переменной кончилась (и её lifetime), значит место свободное, можно переиспользовать.

@assemberist · 31.12.2023, 18:34

Сообщение от Рыжий Лис

Про push-pop сомневаюсь

Может и так, я больше с микроконтроллерами на уровне ассемблера работал, там встречал подобное.

Рыжий Лис · 31.12.2023, 18:51

В x86_64 в прологе функции сохраняется указатель на вершину стека, потом выделяется кадр функции. В эпилоге функции кадр функции "схлопывается".

Assembler
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
; сохранить регистр, плюс выравнивание стека по границе 16 бит
push rbp
; push остальные регистры, которые может испортить функция
; сохранить указатель на вершину стека
mov rbp, rsp
; к переменным можно будет обратиться как [rbp-0], [rbp-4]...
; 56 байт для локальных переменных
sub rsp, 56
; ...
; тело функции
; ...
; восстанавливается указатель на вершину стека
mov rsp, rbp
; pop восстанавливаются регистры
pop rbp

Новые блоги и статьи Все статьи Все блоги /
Новый ноутбук volvo 07.12.2025 Всем привет. По скидке в "черную пятницу" взял себе новый ноутбук Lenovo ThinkBook 16 G7 на Амазоне: Ryzen 5 7533HS 64 Gb DDR5 1Tb NVMe 16" Full HD Display Win11 Pro	Музыка, написанная Искусственным Интеллектом volvo 04.12.2025 Всем привет. Некоторое время назад меня заинтересовало, что уже умеет ИИ в плане написания музыки для песен, и, собственно, исполнения этих самых песен. Стихов у нас много, уже вышли 4 книги, еще 3. . .	От async/await к виртуальным потокам в Python IndentationError 23.11.2025 Армин Ронахер поставил под сомнение async/ await. Создатель Flask заявляет: цветные функции - провал, виртуальные потоки - решение. Не threading-динозавры, а новое поколение лёгких потоков. Откат?. . .	Поиск "дружественных имён" СОМ портов Argus19 22.11.2025 Поиск "дружественных имён" СОМ портов На странице: https:/ / norseev. ru/ 2018/ 01/ 04/ comportlist_windows/ нашёл схожую тему. Там приведён код на С++, который показывает только имена СОМ портов, типа,. . .	Сколько Государство потратило денег на меня, обеспечивая инсулином. Programma_Boinc 20.11.2025 Сколько Государство потратило денег на меня, обеспечивая инсулином. Вот решила сделать интересный приблизительный подсчет, сколько государство потратило на меня денег на покупку инсулинов. . . .
Ломающие изменения в C#.NStar Alpha Etyuhibosecyu 20.11.2025 Уже можно не только тестировать, но и пользоваться C#. NStar - писать оконные приложения, содержащие надписи, кнопки, текстовые поля и даже изображения, например, моя игра "Три в ряд" написана на этом. . .	Мысли в слух kumehtar 18.11.2025 Кстати, совсем недавно имел разговор на тему медитаций с людьми. И обнаружил, что они вообще не понимают что такое медитация и зачем она нужна. Самые базовые вещи. Для них это - когда просто люди. . .	Создание Single Page Application на фреймах krapotkin 16.11.2025 Статья исключительно для начинающих. Подходы оригинальностью не блещут. В век Веб все очень привыкли к дизайну Single-Page-Application . Быстренько разберем подход "на фреймах". Мы делаем одну. . .	Фото: Daniel Greenwood kumehtar 13.11.2025	Расскажи мне о Мире, бродяга kumehtar 12.11.2025 — Расскажи мне о Мире, бродяга, Ты же видел моря и метели. Как сменялись короны и стяги, Как эпохи стрелою летели. - Этот мир — это крылья и горы, Снег и пламя, любовь и тревоги, И бескрайние. . .