Re: [問題] 指標與字元轉換問題

[tropical72 (藍影)]

※ 引述《netsky (芒果冰)》之銘言：

恕刪。

: printf("%d",c);

我覺得這行有問題，應該是做 *c 才有問的價值。

為引述此問題，我想先跳個 tone , 看另一個程式碼做為引述 ,
沒興趣的話直接拉到 貮、 原問題 去看解答說明就好。
聲明的是 , 下面程式碼目前在少數場合還是看得到 ,
都還算是符合標準。

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壹、 pointer hack

unsigned i, x=0x12345678;
char *p=(char*)&x;
for(i=0; i!=sizeof(x); ++i)
    printf("address(%08x) : %02hhx", &p[i], p[i]);

在環境為 little endian ， 執行出來的結果如下

address(0012ff54) : 78
address(0012ff55) : 56
address(0012ff56) : 34
address(0012ff57) : 12

在記憶體裡面長這樣

         x頭 
Var.     x0    x1   x2     x3
      ┌──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┐
Addr  │0x54│0x55│0x56│0x57│    │    │    │    │    │    │    │
      ┌──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┐
Value │0x78│0x56│0x34│0x12│    │    │    │    │    │    │    │
      └──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴

然而在解釋 unsigned x 的時候，它是從 x0 開始，往後抓了 4 bytes 到 x3，
且注意到 , 它的順序，一開始高位元部份，是存在較底位部份，

for 4bytes,
    (1) 抓 x0, 放在最低1bytes , 0x ?? ?? ?? 78
    (2) 抓 x1, 放在次低1bytes , 0x ?? ?? 56 78
    (3) 抓 x2, 放在次高1bytes , 0x ?? 34 56 78
    (4) 抓 x3, 放在最高1bytes , 0x 12 34 56 78

這是 little endian 特性。 於是才會顯示出 0x12345678。
意思是如果今天再多弄一個 unsigned short* 出來的話，

unsigned i, x=0x12345678;
unsigned short *p=(unsigned short *)&x;
for(i=0; i!=sizeof(x)/sizeof(unsigned short); ++i)
printf("address(%08x) : %04hx\n", &p[i], p[i]);

在 p[0] 時，會從開頭位置 x0，抓取 unsigned short (2bytes) 大小之資料，
從上面原則，於是從 x0 開始抓 2 bytes, 得到 0x5678，

而 p[1] 時，會從開頭位置 x2，抓取 unsigned short (2bytes) 大小之資料，
為何是從 x2 開始？簡單的說，因為 p 指向 unsigned short 2bytes,

所以 p[1] = address start of p + 1 * sizeof(unsigned short);

在實際上，記憶體之位置長這樣


      |<-0*short->|<-1*short->|                        
        p[0]        p[1]
Var.     x0    x1   x2    x3
      ┌──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┐
Addr  │0x54│0x55│0x56│0x57│    │    │    │    │    │    │    │
      ┌──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┐
Value │0x78│0x56│0x34│0x12│    │    │    │    │    │    │    │
      └──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴

注意到 p[0] 是對到 x0, p[1] 是對到 x2 , 故 p[1] 取出為 0x1234。
比較有得講的是 p[1]。事實上，compiler 在計算 p[0]、p[1] 位置時，
有一個重要的參考依據，就是 pointer 指向的資料型態，
假設為  Type* pointer ，而 pointer[i] ，取到的位置是

pointer[i] 位置 = pointer 開頭位置 + Type大小 * i，

因 pointer 現在是 unsigned short, 於是

pointer[1] 位置 = 0x54 + sizeof(unsigned short)*1 = 0x56

這裡和 array 計算位置方式沒什麼兩樣，但重點是「翻譯」的地方,
在 little endian 的部份，data type 使用 byte 數確定後，是從後面翻回來的。

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貮、 原問題


再把上面最重要的結論說一次

在 little endian 的部份，data type 使用 byte 數確定後，是從後面翻回來的。

回到原問題，將 code 改如下所述

        char a[6]={0,1,2,3,4,5};
        char *b;
        int *c;
        b=a;
        b+=2;
        c=(int*)b;
        printf("*c = %d (%08x)\n", *c, *c);

現在一行一行看

※     char a[6] = {0,1,2,3,4,5};

Var.   a0(a)   a1   a2    a3     a4   a5
      ┌──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┐
Addr  │0x58│0x59│0x5a│0x5b│0x5c│0x5d│    │    │    │    │    │
      ┌──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┐
Value │0x00│0x01│0x02│0x03│0x04│0x05│    │    │    │    │    │
      └──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴

※     b=a;

       b
Var.   a0(a)   a1   a2    a3     a4   a5
      ┌──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┐
Addr  │0x58│0x59│0x5a│0x5b│0x5c│0x5d│    │    │    │    │    │
      ┌──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┐
Value │0x00│0x01│0x02│0x03│0x04│0x05│    │    │    │    │    │
      └──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴

※     b+=2;

                    b
Var.   a0(a)   a1   a2    a3     a4   a5
      ┌──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┐
Addr  │0x58│0x59│0x5a│0x5b│0x5c│0x5d│    │    │    │    │    │
      ┌──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┐
Value │0x00│0x01│0x02│0x03│0x04│0x05│    │    │    │    │    │
      └──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴

※      c=(int*)b;

                   b, c
Var.   a0(a)   a1   a2    a3     a4   a5
      ┌──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┐
Addr  │0x58│0x59│0x5a│0x5b│0x5c│0x5d│    │    │    │    │    │
      ┌──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┐
Value │0x00│0x01│0x02│0x03│0x04│0x05│    │    │    │    │    │
      └──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴

接著確定 c 的資料範圍，4 bytes

                    |<------- c ---------->|
Var.   a0(a)   a1   a2    a3     a4   a5
      ┌──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┐
Addr  │0x58│0x59│0x5a│0x5b│0x5c│0x5d│    │    │    │    │    │
      ┌──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┐
Value │0x00│0x01│0x02│0x03│0x04│0x05│    │    │    │    │    │
      └──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴

最後再從後面翻回來, 得到 *c = 0x05040302，這就是答案。
而 address of (*c) , 本身就和 a[2] 一樣，沒什麼好討論，
故認為原 po 應是筆誤寫錯。

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有興趣看一下進階題

        unsigned char a[]={
                0x00,0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,
                0x08,0x09,0x0a,0x0b,0x0c,0x0d,0x0e,0x0f
        };
        unsigned char *b=a+3;
        unsigned int  *c=(unsigned int*)b;
        c+=2;
        printf("*c=%08x\n", *c);

上面兩點看懂的話，這個也沒問題了，更難一點的考題是，
用 float* 去接，最後問 %.15e , *c 值是多少, 這應該會死更多人。

以上若有誤或其他意見，請指正 。

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    No matter how gifted you are,
       alone, can not change the world. 

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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 180.177.78.41
推 loveme00835:好人跳出來了, 不過文中一直看到littleshan大的ID...
推 james732:真的跳出來了，非推不可！
推 james732:float的話就要懂IEEE 754的格式了...
→ james732:這個沒查書我還真寫不出來 orz
→ cutecpu:unsigned int *c = (unsigned int *)b;
→ tropical72:謝謝 cutecpu 指正。
※ 編輯: tropical72      來自: 180.177.78.41        (10/13 02:45)
推 netsky:謝
→ angleevil:我發現james732最近都在偷懶當好人.
推 james732:最近花在看電影的時間比寫程式還長XD
→ angleevil:樓上最近花在認識女生的時間很長.這是好現象
→ james732:都是一個人看，哭哭
推 wemee:長知識了 我現在才知道C語言是用little endian
→ wemee:再看原PO問題時 我一直用big endian一直覺得答案怪怪的
→ priv:小時候是因為用pctools才曉得little endian這種碗糕XD
→ littleshan:C 並沒有規定 little endian 或 big endian
→ tropical72:big/little endian 是 depends on machine.
→ tropical72:而 c language 有些問題也是 depends on machine.
→ tropical72:像這題便是假定該 machine 為 little endian.
推 james732:推樓上解說XD
→ loveme00835:又一直看到little大的id, 我眼花了...
→ danny8376:不過目前主流的pc cpu(x86)都是little endian
→ danny8376:當然如果不是x86的cpu就另當別論了