C語(yǔ)言中，未初始化的局部變量到底是多少？

答案往往是：

• 與編譯器有關(guān)。

• 可能但不保證初始化為0。

• 未確定。

總之，全部都是些一本正經(jīng)的形而上答案，這很令人討厭。

但凡一些人給你滔滔不絕地扯編譯器，C庫(kù)，處理器體系結(jié)構(gòu)卻給不出一個(gè)實(shí)際場(chǎng)景復(fù)現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候，這人大概率在扯淡。

其實(shí)，這個(gè)問(wèn)題本身就是錯(cuò)誤的問(wèn)法，說(shuō)全了能講10萬(wàn)字，我們只要能在特定場(chǎng)景下確定其特定行為就OK了，當(dāng)然，這就需要設(shè)計(jì)一個(gè)比較OK的實(shí)驗(yàn)。

在演示一個(gè)實(shí)際代碼行為之前，先給出一個(gè)知識(shí)，CPU不認(rèn)識(shí)變量，更無(wú)法識(shí)別變量的名字，CPU只會(huì)從特定的內(nèi)存位置取值或者將值存到特定的內(nèi)存位置，因此當(dāng)問(wèn)一個(gè)變量的值是多少的時(shí)候，必須要知道這個(gè)變量對(duì)應(yīng)的值被保存在什么地方。

來(lái)看下面的代碼：

#include <stdio.h>
void func1(){ int a; printf("func1:%d\n", a); a = 12345;}
void func2(){ int b; printf("func2:%d\n", b);}
void func4(){ int d; printf("func3:%d\n", d);}
void func3(){ int c; printf("func3:%d\n", c); c = 54321; func4();}
void test_call(){ func3();}
int main(int argc, char **argv){ func1(); func2();
 test_call();}

我們有func1～func4一共4個(gè)函數(shù)，其內(nèi)部均有一個(gè)未初始化的局部變量，它們的值到底是多少呢？

對(duì)于這種局部變量，它們的值取決于：

• 變量在棧中的位置。

• 變量對(duì)應(yīng)的棧位置在 之前 有沒(méi)有被store過(guò)。

可以看到，上述第一點(diǎn)標(biāo)記了一個(gè)內(nèi)存位置，第二點(diǎn)則是代碼的行為，也就是說(shuō)，只要有代碼去store對(duì)應(yīng)的位置， 且后續(xù)的代碼沒(méi)有reset該位置的值的話(huà)，該位置就會(huì)保留著原先被store后的值。

驗(yàn)證非常簡(jiǎn)單，試一下就知道了：

[root@localhost test]# ./a.outfunc1:0func2:12345func3:0func3:0

按照函數(shù)調(diào)用棧幀的變化，func1的局部變量a和func2的局部變量b顯然是位于同一個(gè)位置的，在func1被調(diào)用時(shí)，這是一塊新的內(nèi)存(可能在進(jìn)入main之前有棧幀到達(dá)過(guò)這個(gè)位置)，a的值取決于調(diào)入內(nèi)存該位置的頁(yè)面對(duì)應(yīng)偏移的初始值，這取決于操作系統(tǒng)：

• 操作系統(tǒng)在分配給程序頁(yè)面時(shí)可能會(huì)將頁(yè)面clear為零頁(yè)。

棧的分配不會(huì)涉及C庫(kù)，這里顯然并不涉及C庫(kù)的行為，但類(lèi)似malloc分配的內(nèi)存則涉及C庫(kù)了。

打印結(jié)果，a的值為0，我們認(rèn)為操作系統(tǒng)返回給了應(yīng)用程序零頁(yè)。接下來(lái)在func1中將其賦值12345之后函數(shù)返回，接下來(lái)調(diào)用func2的時(shí)候，在之前func1已經(jīng)退出的棧幀位置重建棧幀，對(duì)應(yīng)位置依然還是12345。

我沒(méi)有看到func1的ret操作后面有stack清0的代碼指令。效率考慮，也不該有這樣的指令。

再看test_call函數(shù)，很明顯，func3和func4調(diào)用使用的并不是同一個(gè)棧幀，因此即便是在func3中對(duì)c賦值了54321，也不會(huì)影響在其棧幀之上的func4的棧幀對(duì)應(yīng)位置的值d。因此c和d的初始值均保持為0。

那么，初始化一個(gè)局部變量和不初始化一個(gè)局部變量，在指令層面上，區(qū)別在哪里呢？

很簡(jiǎn)單，親眼看一下就知道，先看未初始化局部變量的func1：

// int a;00000000004005ad <func1>: 4005ad: 55 push %rbp 4005ae: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp 4005b1: 48 83 ec 10 sub $0x10,%rsp 4005b5: 8b 45 fc mov -0x4(%rbp),%eax 4005b8: 89 c6 mov %eax,%esi 4005ba: bf 90 07 40 00 mov $0x400790,%edi 4005bf: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax 4005c4: e8 b7 fe ff ff callq 400480 <printf@plt> 4005c9: c7 45 fc 39 30 00 00 movl $0x3039,-0x4(%rbp) 4005d0: c9 leaveq 4005d1: c3 retq

再看初始化局部變量a為2222的版本：

// int a = 2222;00000000004005ad <func1>: 4005ad: 55 push %rbp 4005ae: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp 4005b1: 48 83 ec 10 sub $0x10,%rsp 4005b5: c7 45 fc 00 00 00 00 movl $0x0,-0x4(%rbp) 4005bc: 8b 45 fc mov -0x4(%rbp),%eax 4005bf: 89 c6 mov %eax,%esi 4005c1: bf 90 07 40 00 mov $0x400790,%edi 4005c6: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax 4005cb: e8 b0 fe ff ff callq 400480 <printf@plt> 4005d0: c7 45 fc 39 30 00 00 movl $0x3039,-0x4(%rbp) 4005d7: c9 leaveq 4005d8: c3 retq

僅僅差了一條指令：

4005b5: c7 45 fc 00 00 00 00 movl $0x0,-0x4(%rbp)

初始化的操作是依靠實(shí)實(shí)在在的指令完成的。

總結(jié)一句， 函數(shù)返回在pop出當(dāng)前棧幀的時(shí)候，并不會(huì)清理它遺留在棧幀里的數(shù)據(jù)，下個(gè)函數(shù)調(diào)用再次重用到該棧幀的內(nèi)存時(shí)，未初始化的局部變量將會(huì)被遺留數(shù)據(jù)影響，從而變得不確定！

所以，記得初始化你的局部變量。

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