C语言printf()函数具体解释和安全隐患

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程序员都知道，也都会使用printf函数，但你知道它也有“安全隐患”吗？

下面就来举例我说说：

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1

问题描述

打印输出的数据并不是理论值，如下图（右边）：

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2

进一步描述问题

请细致注意看下面代码，有如以下奇怪的现象：

int a=5;
floatx=a;     //这里转换是没有问题的。%f打印x是 5.000000

printf("%d\n",a);
printf("%f\n",a);  //输出为什么是0.000000？-----问题1
printf("%f\n",x);
printf("%d\n",x);  //输出为什么是0？-----问题2
printf("%f,%f\n",a,x);  //输出都是0.000000  为什么?   ----问题3
printf("%f,%f\n",x,a);  //调换一下a,x的顺序，正常了，为什么？----问题4
printf("%d,%f\n",a,x);

getchar();
return0;

这里有四个问题，下面会进行解答。

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3

printf()函数的原理解释

明确这些问题首先须要明确printf()函数的工作原理。

printf()维持了一个需要打印的变量栈，默认情况下，參数进栈的顺序是由右向左的。因此，參数进栈以后的内存模型例如以下图所看到的：

打印的时候，printf依照字符转换说明符规定的格式从低地址開始提取数据。直到參数打印完。

比方遇到 %f 说明符就提取8个字节的数据，遇到 %d 就提取4个字节。printf（）事实上不知道參数的个数，它仅仅会依据format中的打印格式的数目依次打印堆栈中參数format后面地址的内容。

这样一来，printf()事实上存在安全隐患：它会强行读取内存的数据当作正常数据输出，没有边界检测（非常有可能产生堆溢出）。

比如这种代码：

char string[]="Hello World!";
printf("String: %s  ,强行再读一次: %#p\n", string);
printf("String: %s  ,强行再读一次: %#s\n", string);

输出如下：

String:Hello World!  , 强行再读一次: 0X001C1073 
String: Hello World!  ,强行再读一次: 閮

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4

问题解释

问题1：printf("%f\n",a) 输出为什么是0.000000？

答：%f 提取8字节。a仅仅有4字节，提取出来的数占了float表示法的指数部分。尾数部分为0。所以终于是0

问题2：printf("%d\n",x)  输出为什么是0？

答：%d 提取4字节，x有8字节。提取出来的数实际上是float表示法的指数部分（恰好是0），所以终于是0

问题3：printf("%f,%f\n",a,x); 输出都是0.000000 为什么?

答：參照问题1的解释。提取了八字节后，后面的已经乱了

问题4：printf("%f,%f\n",x,a);调换一下a,x的顺序，正常了，为什么？

答：这是正常的情况而已。

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