相同的 C 代码，在 Mac 和 Linux 上的输出不同

Question

我在运行下面的代码时弄乱了指针和const：

int main()
{
    const int test = 10;
    int *ptr = &test;
    printf("%d\n", test);
    *ptr = 1;
    printf("%d\n", test);
}

在 Mac 上，结果为：

10
10

在linux机器上：

10
1

为什么更改值在 Mac 上不起作用？两台机器都使用 gcc 编译代码。

Answer 1

您忽略了来自编译器的诊断消息，并在 Mac 和 Linux 上使用不同的工具和/或不同的开关进行构建。

中的初始化int * ptr = &test;违反了 C 2018（C 标准的 2018 版本）6.5.16.1 1 中的约束，因为它为¹int *类型的对象分配了一个值const int *，而这些类型不兼容并且不在允许的情况范围内。需要符合标准的编译器为此发出诊断消息。

尽管违反约束，编译器仍可以接受代码，但 C 标准未定义该行为。您的编译器之一将其视为ptr指向可以更改和存储新值的对象，并打印更改后的值。另一个编译器观察到您的程序正在使用const int可以假设不会更改的 a ，因此，在优化期间，它使用原始值而不是更改后的值。

脚注

¹这是一个初始化，初始化的规则参考赋值的规则。

Answer 2

您可以在 Godbolt 的编译器资源管理器上运行测试：https://godbolt.org/z/5xfEqj9x1

从输出窗格中可以看出，该行为与您的观察结果一致，以下是一些解释：

• 该代码具有未定义的行为：您定义test为const int局部变量，但您通过将其地址存储到指针int *并通过设置值来显式绕过它*ptr = 1。两个编译器都会发出有关此可疑赋值的警告，而您故意忽略了该警告。该代码*ptr = 1具有未定义的行为，因为您正在修改const变量。如果test已在全局范围内定义（或使用限定符static），则此分配可能会触发分段错误。在这种情况下，如果执行了变量的间接修改，则不会产生任何效果，因为编译器可能会假设变量test不会更改。

• macOS 上的gcc默认是clang的别名，它生成与Linux 上的gcc不同的代码。即使没有优化，clang也会假设该const变量在两个语句之间没有被修改，并在两个调用中作为参数值（通过寄存器）printf传递。 gcc使用-O2或更高的优化级别执行此操作，但读取-O0处的变量值，为Linux 上的第二次调用生成。10esi1printf

执行具有未定义行为的代码意味着任何事情都可能发生，并且不同的输出是一个常见的例子，这是令人沮丧的，因为环境没有像分段错误那样明确地指出问题。 任何事情都可能发生，但不能从字面上理解，这意味着可能会发生不可预测的副作用或缺乏副作用，包括没有可见的东西、正在读取不同的值、发生分段错误……期待意外的情况。

为了尽量减少此类问题，请始终在编译时添加所有有用的警告并修复其原因（例如：）-Wall -Wextra -Werror。