一、前言

1． 為什么寫這篇文章

在上周六，我在公眾號里發(fā)了一篇文章：C語言指針－從底層原理到花式技巧，用圖文和代碼幫你講解透徹，以直白的語言、一目了然的圖片來解釋指針的底層邏輯，有一位小伙伴對文中的代碼進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)一個比較奇怪的問題。我把發(fā)來的測試代碼進(jìn)行驗證，思考好久也無法解釋為什么會出現(xiàn)那么奇怪的打印結(jié)果。

為了整理思路，我到陽臺抽根煙。晚上的風(fēng)很大，一根煙我抽了一半，風(fēng)抽了一半，可能風(fēng)也有自己的煩惱。后來一想，煙是我買的，為什么讓風(fēng)來抽？于是我就開始抽風(fēng)！不對，開始回房間繼續(xù)抽代碼，我就不信，這么簡單的 printf 語句，怎么就搞不定？！

于是就有了這篇文章。

2． 你能得到什么收獲函數(shù)參數(shù)的傳遞機(jī)制；可變參數(shù)的實(shí)現(xiàn)原理（va＿list）；printf 函數(shù)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制；面對問題時的分析思路。

友情提醒：文章的前面大部分內(nèi)容都是在記錄思考問題、解決問題的思路，如果你對這個過程不感興趣，可以直接跳到最后面的第四部分，用圖片清晰的解釋了可變參數(shù)的實(shí)現(xiàn)原理，看過一次之后，保管你能深刻記住。

3． 我的測試環(huán)境3．1 操作系統(tǒng)

每個人的電腦環(huán)境都是不一樣的，包括操作系統(tǒng)、編譯器、編譯器的版本，也許任何一個小差別都會導(dǎo)致一些奇奇怪怪的的現(xiàn)象。不過大部分人都是使用 Windows 系統(tǒng)下的 VS 集成開發(fā)環(huán)境，或者 Linux 下的 gcc 命令行窗口來測試。

我一般都是使用 Ubuntu16．04－64 系統(tǒng)來測試代碼，本文中的所有代碼都是在這個平臺上測試的。如果你用 VS 開發(fā)環(huán)境中的 VC 編譯器，可能在某些細(xì)節(jié)上與我的測試結(jié)果又出入，但是問題也不大，遇到問題再分析，畢竟解決問題也是提升自己能力的最快途徑。

3．2 編譯器

我使用的編譯器是 Ubuntu16．04－64 系統(tǒng)自帶的版本，顯示如下：

另外，我安裝的是 64 位系統(tǒng)，為了編譯 32 位的可執(zhí)行程序，我在編譯指令中添加了 －m 選項，編譯指令如下：

gcc －m32 main．c －o main

使用 file main 命令來查一下編譯得到的可執(zhí)行文件：

所以，在測試時如果輸出結(jié)果與預(yù)期有一些出入，先檢查一下編譯器。C 語言本質(zhì)上都是一些標(biāo)準(zhǔn)，每家的編譯器都是標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)者，只要結(jié)果滿足標(biāo)準(zhǔn)即可，至于實(shí)現(xiàn)的過程、代碼執(zhí)行的效率就各顯神通了。

二、問題導(dǎo)入

 1． 網(wǎng)友測試代碼＃include ＜unistd．h＞＃include ＜stdio．h＞＃include ＜stdlib．h＞
typedef struct ｛    int age；    char name［8］；｝ Student；
int main（）｛    Student s［3］ ＝ ｛｛1， ＂a＂｝， ｛2， ＂b＂｝， ｛3， ＂c＂｝｝；    Student ＊p ＝ ＆（s［0］）；    printf（＂％d， ％d ＂， ＊s， ＊p）；｝
2． 期望結(jié)果

根據(jù)上篇文章的討論，我們知道：

s 是一個包含 3 個元素數(shù)組，每個元素的類型是結(jié)構(gòu)體 Student；p 是一個指針，它指向變量s，也就是說指針 p 中保存的是變量 s 的地址，因為數(shù)組名就表示該數(shù)組的首地址。

既然 s 也是一個地址，它也代表了這個數(shù)組中第一個元素的首地址。第一個元素類型是結(jié)構(gòu)體，結(jié)構(gòu)體中第一個變量是 int 型，因此 s 所代表的那個位置是一個 int 型數(shù)據(jù)，對應(yīng)到示例代碼中就是數(shù)字 1。因此 printf 語句中希望直接把這個地址處的數(shù)據(jù)當(dāng)做一個 int 型數(shù)據(jù)打印出來，期望的打印結(jié)果是：1， 1。

這樣的分析過程好像是沒有什么問題的。

3． 實(shí)際打印結(jié)果

我們來編譯程序，輸出警告信息：

警告信息說：printf 語句需要 int 型數(shù)據(jù)，但是傳遞了一個 Student 結(jié)構(gòu)體類型，我們先不用理會這個警告，因為我們就是想通過指針來訪問這個地址里的數(shù)據(jù)。

執(zhí)行程序，看到實(shí)際打印結(jié)果是：1， 97，很遺憾，與我們的期望不一致！

三、分析問題的思路 

1． 打印內(nèi)存模型

可以從打印結(jié)果看，第一個輸出的數(shù)字是 1，與預(yù)期符合；第二個輸出 97，很明顯是字符 ＇a＇ 的 ASCII 碼值，但是 p 怎么會指到 name 變量的地址里呢？

首先確認(rèn) 3 個事情：

結(jié)構(gòu)體 Student 占據(jù)的內(nèi)存大小是多少？數(shù)組 s 里的內(nèi)存么模型是怎樣的？s 與 指針變量 p 的值是否正確？

把代碼改為如下：

Student s［3］ ＝ ｛｛1， ＂a＂｝， ｛2， ＂b＂｝， ｛3， ＂c＂｝｝；Student ＊p ＝ s；
printf（＂sizeof Student ＝ ％d ＂， sizeof（Student））；
printf（＂print each byte in s： ＂）；char ＊pTmp ＝ p；for （int i ＝ 0； i ＜ 3 ＊ sizeof（Student）； i＋＋）｛   if （0 ＝＝ i ％ sizeof（Student））        printf（＂＂）；   printf（＂％x ＂， ＊（pTmp ＋ i））；｝printf（＂＂）；
printf（＂print value of s and p ＂）；printf（＂s ＝ 0x％x， p ＝ 0x％x ＂， s， p）；
printf（＂％d， ％d ＂， ＊s， ＊p）；

我們先畫一下數(shù)組 s 預(yù)期的內(nèi)存模型，如下：

編譯、測試，打印結(jié)果如下：

從打印結(jié)果看：

結(jié)構(gòu)體 Student 占據(jù) 12 個字節(jié)，符合預(yù)期。數(shù)組 s 的內(nèi)存模型也是符合預(yù)期的，一共占據(jù) 36 個字節(jié)。s 與 p 都代表一個地址，打印結(jié)果它倆相同，也是符合預(yù)期的。

那就見鬼了：既然 s 與 p 代表同一個內(nèi)存地址，但是為什么用 ＊p 讀取 int 型數(shù)據(jù)時，得到的卻是字符 ＇a＇ 的值呢？

2． 分開打印信息

既然第一個 ＊s 打印結(jié)果是正確的，那么就把這個兩個數(shù)據(jù)分開來打印，測試代碼如下：

Student s［3］ ＝ ｛｛1， ＂a＂｝， ｛2， ＂b＂｝， ｛3， ＂c＂｝｝；Student ＊p ＝ s；
printf（＂％d ＂， ＊s）；printf（＂％d ＂， ＊p）；