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 /
Был там один разговор по поводу свободы в материальном мире. kumehtar 19.08.2026 Суть: рассматривается живое существо, оказавшееся внутри довольно странной системы (этого мира) и пытающееся обустроить в ней свой кусок пространства. Жизнь действительно предъявляет каждому. . .	Когда логика программы не спасает от человеческих ошибок Maks 18.08.2026 В последнее время всё чаще и чаще сталкиваюсь с таким явлением, как абсолютная невнимательность (или глупость) пользователей. Проявляется это чаще всего на работе в коллективе. Допустим, человек с. . .	Лето уходит kumehtar 17.08.2026	Мысли в слух kumehtar 17.08.2026 Забавно, насколько сейчас стала доступна информация. Например о магии, духовном развитии, медитациях, и других подобных направлениях, ранее зачастую тайных, передаваемых от учителя к ученику. Хотя. . .
Перемещение строк из ТЧ в другой документ с учетом текущего пробега Maks 17.08.2026 Реализация из решения ниже выполнена на примере нетипового документа "Автозапчасти", с ТЧ "Шины". За основу взят алгоритм отсюда: https:/ / www. cyberforum. ru/ blogs/ 359708/ 10838. html Задача: . . .	Саморегулирующийся социальный контракт для сервера cross-section. Hrethgir 14.08.2026 С кодом конечно таких глубоких размышлений пока не было, впрочем я уже привык к алгоритмизации. Суть предмета записи: снова в диалоге с нейросетью (я взял пока себе ник для учётки админа - Rector). . . .	Часы электронные Uhbif79 12.08.2026 Выкладываю программу часов. Программа позволяет: 1. Использовать системное время и дату, 2. Есть возможность вводить время и дату вручную. 3. Реализованы 2 будильника: начало и конец рабочего дня. . . .	Часы с будильником на основе класса QLCDNumber Uhbif79 12.08.2026 Всем добрый день, выкладываю программу часов с будильником на основе класса QLCDNumber. Здесь я пробовал самостоятельно создавал классы, впервые столкнулся с видимостью переменной одного класса из. . .