這個C代碼有什麼問題

Question

我有一段代碼，我試圖返回*ptr指向的值的平方。

int square(volatile int *ptr) 
{ 
    int a,b; 
    a = *ptr; 
    b = *ptr; 
    return a * b; 
} 

    main() 
    { 
    int a=8,t; 
    t=square(&a); 
    printf("%d",t); 
    } 

它爲我，但這段代碼的作者工作正常，說可能不是因爲以下原因工作：因爲它可能爲*ptr值意外改變
，有可能A和B是不同。因此，這段代碼可能會返回一個不是正方形的數字！正確的方法是

long square(volatile int *ptr) 
{ 
    int a; 
    a = *ptr; 
    return a * a; 
} 

我真的很想知道他爲什麼這麼說？

Answer 1

的volatile關鍵字的想法是完全以指示變量標註，可以以意想不到的方式改變編譯器在程序執行期間。

但是，這並不會使它成爲「隨機數」的來源 - 它只是建議編譯器 - 實際更改變量內容的責任應該是另一個進程，線程，某個硬件中斷 - 任何會寫入進程內存，但不在易失性聲明發現自己的函數中內聯。在「較舊的時代」（編譯器不太神奇），它所做的一切都是阻止編譯器將一個CPU寄存器中的變量值緩存起來。我不知道現代編譯器引發的優化/去優化策略 - 但至少會這樣做。

在沒有任何這樣的外部因素的情況下，「易變」變量就像任何其他變量一樣。實際上 - 就像任何其他變量一樣 - 因爲沒有標記爲volatile的變量也可以通過相同的外部原因來改變（但是在這種情況下編譯的C代碼不會被準備好，這可能導致使用不正確的值） 。

Answer 2

如果存在多個線程，則指針指向的值可能會在語句「a = * ptr」和語句「b = * ptr」之間改變。另外：你想要一個值的平方，爲什麼把它分成兩個變量？

Answer 3

先了解什麼是揮發性：Why is volatile needed in C?

，然後嘗試着自己找到答案。

這是一個易變和硬件世界的遊戲。通過克里斯小丑，楊給出 :-)

閱讀答案：

揮發性告訴你的變量可以通過其他方式來改變，比正在訪問它的代碼編譯器。例如它可以是I/O映射的存儲器位置。如果在這種情況下沒有指定它，則可以優化一些變量訪問，例如，其內容可以保存在寄存器中，並且內存位置不會再次讀回。

Answer 4

在你目前的代碼，那麼有沒有辦法，在您main定義，同時square運行被修改爲變量a。

但是，考慮一個多線程程序。假設另一個線程修改了你的指針引用的值。並且假設此修改發生在您分配了a之後，但在分配b之前發生在功能sqaure中。

int square(volatile int *ptr) 
{ 
    int a,b; 
    a = *ptr; 
    //the other thread writes to *ptr now 
    b = *ptr; 
    return a * b; 
} 

在這種情況下，a和b將有不同的值。

Answer 5

因爲指針* ptr的值可能會在第一個情感和第二個情感之間改變。

Answer 6

作者是正確的（如果* PTR會被其他線程改變）

int square(volatile int *ptr) 
{ 
    int a,b; 
    a = *ptr; 
    //between this two assignments *ptr can change. So it is dangerous to do so. His way is safer 
    b = *ptr; 
    return a * b; 
} 

Answer 7

由於問題具有可接受的正確答案，因此我將簡要介紹一下：這裏是一個簡短的程序，您可以運行該程序查看自己發生的不正確行爲。

#include <pthread.h> 
#include <math.h> 
#include <stdio.h> 

int square(volatile int *p) { 
    int a = *p; 
    int b = *p; 
    return a*b; 
} 

volatile int done; 

void* call_square(void* ptr) { 
    int *p = (int*)ptr; 
    int i = 0; 
    while (++i != 2000000000) { 
     int res = square(p); 
     int root = sqrt(res); 
     if (root*root != res) { 
      printf("square() returned %d after %d successful calls\n", res, i); 
      break; 
     } 
    } 
    done = 1; 
} 

int main() { 
    pthread_t thread; 
    int num = 0, i = 0; 
    done = 0; 
    int ret = pthread_create(&thread, NULL, call_square, (void*)&num); 
    while (!done) { 
     num = i++; 
     i %= 100; 
    } 
    return 0; 
} 

的main()功能產生一個線程，並修改在一個循環中被平方與另一種環調用square用揮發性指針的數據。相對來說，它不經常失敗，但它這樣做非常可靠不到一秒鐘：

square() returned 1353 after 5705 successful calls <<== 1353 = 33*41 
square() returned 340 after 314 successful calls <<== 340 = 17*20 
square() returned 1023 after 5566 successful calls <<== 1023 = 31*33 

Answer 8

我不認爲* PTR的值可以在此代碼除非出現極不尋常的改變（與非符合標準的）運行時環境。

我們正在查看整個main()這裏，它並沒有啓動其他線程。變量a（我們正在使用的地址）是main()中的本地變量，而main()不通知該變量地址的任何其他函數。

如果您在t=square(&a)行之前添加行mysterious_external_function(&a);，那麼，mysterious_external_function可以啓動一個線程和異步騙取了a變量。但是沒有這樣的路線，所以書面square()總是返回一個正方形。

（當時的OP一個巨魔後，順便？）

Answer 9

我看到一些答案與* PTR可以被其他線程改變。但是這不會發生，因爲* ptr不是一個靜態數據變量。它的參數變量和局部參數變量被保存在棧中。每個線程都有自己的堆棧段，如果* ptr已被另一個線程改變，它不應該影響當前線程。

爲什麼結果不能給出正方形的一個原因可能是在分配b = * ptr之前可能發生硬件中斷;操作如下所示：

int square(volatile int *ptr) { 
    int a,b; 
    a = *ptr; //assuming a is being kept inside CPU registers. 

    //an HW interrupt might occur here and change the value inside the register which keeps the value of integer "a" 

    b = *ptr; 
    return a * b; 
}