C語言必踩神坑，世上本沒有坑，摔的人多了，也就有了坑！

這是一個傷心的故事，有多少小夥伴在寫C語言代碼時遇到過的情景！

提問：C語言中，未初始化的局部變量究竟是多少？

答案每每是：

  ▶ 與編譯器有關；

  ▶ 可能但不保證初始化爲0；

  ▶ 未肯定。

總之，所有都是些一本正經的形而上答案，這很使人討厭。

但凡一些人給你口若懸河地扯編譯器，C庫，處理器體系結構卻給不出一個實際場景復現問題的時候，這人大機率在扯淡。

其實，這個問題自己就是錯誤的問法，說全了能講10萬字，咱們只要能在特定場景下肯定其特定行爲就OK了，固然，這就須要設計一個比較OK的實驗。

在演示一個實際代碼行爲以前，先給出一個知識，CPU不認識變量，更沒法識別變量的名字，CPU只會從特定的內存位置取值或者將值存到特定的內存位置，所以當問一個變量的值是多少的時候，必需要知道這個變量對應的值被保存在什麼地方。

來看下面的代碼：

#include <stdio.h>

void func1()

{

  int a;

  printf("func1:%d\n", a);

  a = 12345;

}

void func2()

{

  int b;

  printf("func2:%d\n", b);

}

void func4()

{

  int d;

  printf("func3:%d\n", d);

}

void func3()

{

  int c;

  printf("func3:%d\n", c);

  c = 54321;

  func4();

}

void test_call()

{

  func3();

}

int main(int argc, char **argv)

{

  func1();

  func2();

  test_call();

}

——————————

咱們有func1～func4一共4個函數，其內部均有一個未初始化的局部變量，它們的值究竟是多少呢？

對於這種局部變量，它們的值取決於：

  ▶ 變量在棧中的位置。

  ▶ 變量對應的棧位置在 以前 有沒有被store過。

能夠看到，上述第一點標記了一個內存位置，第二點則是代碼的行爲，也就是說，只要有代碼去store對應的位置， 且後續的代碼沒有reset該位置的值的話，該位置就會保留着原先被store後的值。

驗證很是簡單，試一下就知道了：

[root@localhost test]# ./a.out

func1:0

func2:12345

func3:0

func3:0

————————————

按照函數調用棧幀的變化，func1的局部變量a和func2的局部變量b顯然是位於同一個位置的，在func1被調用時，這是一塊新的內存(可能在進入main以前有棧幀到達過這個位置)，a的值取決於調入內存該位置的頁面對應偏移的初始值，這取決於操做系統：

  ▶ 操做系統在分配給程序頁面時可能會將頁面clear爲零頁。

棧的分配不會涉及C庫，這裏顯然並不涉及C庫的行爲，但相似malloc分配的內存則涉及C庫了。

打印結果，a的值爲0，咱們認爲操做系統返回給了應用程序零頁。接下來在func1中將其賦值12345以後函數返回，接下來調用func2的時候，在以前func1已經退出的棧幀位置重建棧幀，對應位置依然仍是12345。

我沒有看到func1的ret操做後面有stack清0的代碼指令。效率考慮，也不應有這樣的指令。

再看test_call函數，很明顯，func3和func4調用使用的並非同一個棧幀，所以即使是在func3中對c賦值了54321，也不會影響在其棧幀之上的func4的棧幀對應位置的值d。所以c和d的初始值均保持爲0。

那麼，初始化一個局部變量和不初始化一個局部變量，在指令層面上，區別在哪裏呢？

很簡單，親眼看一下就知道，先看未初始化局部變量的func1：

// int a;

00000000004005ad <func1>:

  4005ad:  55                      push  %rbp

  4005ae:  48 89 e5                mov    %rsp,%rbp

  4005b1:  48 83 ec 10            sub    $0x10,%rsp

  4005b5:  8b 45 fc                mov    -0x4(%rbp),%eax

  4005b8:  89 c6                  mov    %eax,%esi

  4005ba:  bf 90 07 40 00          mov    $0x400790,%edi

  4005bf:  b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax

  4005c4:  e8 b7 fe ff ff          callq  400480 <printf@plt>

  4005c9:  c7 45 fc 39 30 00 00    movl  $0x3039,-0x4(%rbp)

  4005d0:  c9                      leaveq

  4005d1:  c3                      retq

————————————

再看初始化局部變量a爲2222的版本：

// int a = 2222;

00000000004005ad <func1>:

  4005ad:  55                      push  %rbp

  4005ae:  48 89 e5                mov    %rsp,%rbp

  4005b1:  48 83 ec 10            sub    $0x10,%rsp

  4005b5:  c7 45 fc 00 00 00 00    movl  $0x0,-0x4(%rbp)

  4005bc:  8b 45 fc                mov    -0x4(%rbp),%eax

  4005bf:  89 c6                  mov    %eax,%esi

  4005c1:  bf 90 07 40 00          mov    $0x400790,%edi

  4005c6:  b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax

  4005cb:  e8 b0 fe ff ff          callq  400480 <printf@plt>

  4005d0:  c7 45 fc 39 30 00 00    movl  $0x3039,-0x4(%rbp)

  4005d7:  c9                      leaveq

  4005d8:  c3                      retq

————————————

僅僅差了一條指令：

4005b5: c7 45 fc 00 00 00 00 movl $0x0,-0x4(%rbp)

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初始化的操做是依靠實實在在的指令完成的。

總結一句：

函數返回在pop出當前棧幀的時候，並不會清理它遺留在棧幀裏的數據，下個函數調用再次重用到該棧幀的內存時，未初始化的局部變量將會被遺留數據影響，從而變得不肯定！

因此，記得初始化你的局部變量。

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看到這裏你是否是對編程語言又有了一點新的認知呢~

若是你喜歡這篇文章的話，動動小指，點個贊再走~

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