为什么在 c 中使用未初始化变量的地址而不是未初始化的指针是安全的？

Question

正如我从回答中了解到的，使用未初始化变量的地址在 C 中不是未定义的行为。例如，我可以写：

#include <stdio.h>

int main(void) {
    
    char letter;
    printf("%p\n", &letter); //prints '0061ff1f'

    return 0;
}

但是，如果我写下面的代码：

#include <stdio.h>

int main(void) {
    
    char *letter1;
    printf("%p\n", letter1); //gcc issues warning

    return 0;
}

gcc 给我以下错误：

C:\...>gcc -Wall -Wextra -pedantic -std=c11 test.c -o main
test.c: In function 'main':
test.c:12:2: warning: 'letter1' is used uninitialized in this function [-Wuninitialized]
  printf("%p\n", letter1);

如果我理解正确的话，一个未初始化的指针可以指向任何内存地址，这就是为什么使用它通常不是一个好主意。但是为什么同样的事情对未初始化的变量起作用，即为什么未初始化的变量不指向任何内存地址而是指向我们可以安全使用的位置？为什么语言在这方面对待指针变量和普通变量如此不同？

Answer 1

在第一种情况下，您正在打印 letter 的地址，而不是其值。

在第二种情况下，您试图打印 letter1 的值，这是不确定的。

无论变量是否包含有效值，它都有一个地址。 letter1 有一个地址，您可以用

打印

printf( "%p\n", (void *) &letter1 );

这与您对 letter 所做的完全相同。

Answer 2

你写的时候

char letter;
printf("%p\n", &letter);

您声明了一个名为 letter 的变量。它有一个明确定义的位置（或地址）。我们唯一不知道的是其中包含哪个 char 值——它是不确定的还是未定义的，具体取决于您询问的对象。因此，如果您尝试执行 printf("%c\n", letter)，那可能会给您带来麻烦，因为这会尝试打印 undefined/indeterminate 值。

但是当你写的时候

char *letter1;
printf("%p\n", letter1); //program crashes

那是完全不同的。 letter1 是指向 char 指针类型的变量。和以前一样，它有一个明确定义的位置和一个不确定的初始值。但这里令人困惑的是，它没有的值也是（或将是）地址。

如果你写了

printf("%p\n", &letter1);

您将打印地址 of letter1，正如我所说，这是明确定义的。但是你试图打印

printf("%p\n", letter1);

然后你尝试在letter1中打印地址，这是一个更大的问题。

（不过，我不希望发生真正的崩溃——实际上我只希望有一个“随机值”。我不希望发生崩溃，除非你尝试这样做 printf("%c\n", *letter1)。）

还有一件事：获取未初始化变量的地址不能是未定义的，因为很多定义良好的程序都是这样做的！获取未初始化变量的地址并将其传递给函数是为变量赋值的好方法。如果你有一个 returns 值“通过引用”的函数，你可能会向它传递一个变量的地址，并且它通常是未初始化的，如下所示：

char *p; int n = strtol("23skidoo", &p, 10); printf("%d %s\n", n, p);

脚注：我写道初始值是“不确定或未定义，取决于你问谁”，这暗示了我几天前才知道的 tremendous subtlety，它是像这样的局部变量的初始值的 indeterminacy/undefinedness 显然取决于它们的地址是否被占用或可能被占用。这里有一种海森堡——或者也许是薛定谔——不确定性原理，其中行为取决于你试图观察它的密切程度。如果当您尝试打印 letter1 的值时您的程序确实崩溃了，如果您将其更改为 printf("%p %p\n", &letter1, letter1);.
它可能不会崩溃

Answer 3

一个未初始化的对象有一个地址。即使那个地址的内存内容还没有被初始化，这个对象也是有地址的，所以它的地址是一个定义好的值（只要内存是为对象预留的）。

相反，未初始化指针的值不是定义的值。

为什么在 c 中使用未初始化变量的地址而不是未初始化的指针是安全的？

Why is it safe to use the address of an uninitialized variable in c but not an uninitialized pointer?

c

undefined-behavior