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一、前言

1． 為什么寫這篇文章

在上周六，我在公眾號里發了一篇文章：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行測試，發現一個比較奇怪的問題。我把發來的測試代碼進行驗證，思考好久也無法解釋為什么會出現那么奇怪的打印結果。

為了整理思路，我到陽臺抽根煙。晚上的風很大，一根煙我抽了一半，風抽了一半，可能風也有自己的煩惱。后來一想，煙是我買的，為什么讓風來抽？于是我就開始抽風！不對，開始回房間繼續抽代碼，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參數的傳遞機制；可變參數的實現原理（va＿list）；printf 函數的實現機制；面對問題時的分析思路。

友情提醒：文章的前面大部分內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的實現原理，看過一次之后，保管你能深刻記住。

3． 我的測試環境3．1 操作系統

每個人的電腦環境都是不一樣的，包括操作系統、編譯器、編譯器的版本，也許任何一個小差別都會導致一些奇奇怪怪的的現象。不過大部分人都是使用 Windows 系統下的 VS 集成開發環境，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 開發環境中的 VC 編譯器，可能在某些細節上與我的測試結果又出入，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 系統自帶的版本，顯示如下：

另外，我安裝的是 64 位系統，為了編譯 32 位的可執行程序，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行文件：

所以，在測試時如果輸出結果與預期有一些出入，先檢查一下編譯器。C 語言本質上都是一些標準，每家的編譯器都是標準的實現者，只要結果滿足標準即可，至于實現的過程、代碼執行的效率就各顯神通了。

二、問題導入

 1． 網友測試代碼＃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． 期望結果

根據上篇文章的討論，我們知道：

s 是一個包含 3 個元素數組，每個元素的類型是結構體 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，因為數組名就表示該數組的首地址。

既然 s 也是一個地址，它也代表了這個數組中第一個元素的首地址。第一個元素類型是結構體，結構體中第一個變量是 int 型，因此 s 所代表的那個位置是一個 int 型數據，對應到示例代碼中就是數字 1。因此 printf 語句中希望直接把這個地址處的數據當做一個 int 型數據打印出來，期望的打印結果是：1， 1。

這樣的分析過程好像是沒有什么問題的。

3． 實際打印結果

我們來編譯程序，輸出警告信息：

警告信息說：printf 語句需要 int 型數據，但是傳遞了一個 Student 結構體類型，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據。

執行程序，看到實際打印結果是：1， 97，很遺憾，與我們的期望不一致！

三、分析問題的思路 

1． 打印內存模型

可以從打印結果看，第一個輸出的數字是 1，與預期符合；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 3 個事情：

結構體 Student 占據的內存大小是多少？數組 s 里的內存么模型是怎樣的？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）；

我們先畫一下數組 s 預期的內存模型，如下：

編譯、測試，打印結果如下：

從打印結果看：

結構體 Student 占據 12 個字節，符合預期。數組 s 的內存模型也是符合預期的，一共占據 36 個字節。s 與 p 都代表一個地址，打印結果它倆相同，也是符合預期的。

那就見鬼了：既然 s 與 p 代表同一個內存地址，但是為什么用 ＊p 讀取 int 型數據時，得到的卻是字符 ＇a＇ 的值呢？

2． 分開打印信息

既然第一個 ＊s 打印結果是正確的，那么就把這個兩個數據分開來打印，測試代碼如下：

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