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程序員都知道,也都會使用printf函數(shù),但你知道它也有“安全隱患”嗎?


下面就來舉例我說說:


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1

問題描述

打印輸出的數(shù)據(jù)并不是理論值,如下圖(右邊):


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2

進一步描述問題

請細致注意看下面代碼,有如以下奇怪的現(xiàn)象:

int a=5;floatx=a; //這里轉換是沒有問題的。%f打印x5.000000
printf("%d\n",a);printf("%f\n",a); //輸出為什么是0.000000?-----問題1printf("%f\n",x);printf("%d\n",x); //輸出為什么是0?-----問題2printf("%f,%f\n",a,x); //輸出都是0.000000 為什么? ----問題3printf("%f,%f\n",x,a); //調換一下a,x的順序,正常了,為什么?----問題4printf("%d,%f\n",a,x);
getchar();return0;

這里有四個問題,下面會進行解答。

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3

printf()函數(shù)的原理解釋
明確這些問題首先須要明確printf()函數(shù)的工作原理。

printf()維持了一個需要打印的變量棧,默認情況下,參數(shù)進棧的順序是由右向左的。 因此,參數(shù)進棧以后的內存模型例如以下圖所看到的:

打印的時候,printf依照字符轉換說明符規(guī)定的格式從低地址開始提取數(shù)據(jù) 。直到參數(shù)打印完。

比方遇到 %f 說明符就提取8個字節(jié)的數(shù)據(jù),遇到 %d 就提取4個字節(jié)。printf()事實上不知道參數(shù)的個數(shù),它僅僅會依據(jù)format中的打印格式的數(shù)目依次打印堆棧中參數(shù)format后面地址的內容。

這樣一來,printf()事實上存在安全隱患:它會強行讀取內存的數(shù)據(jù)當作正常數(shù)據(jù)輸出,沒有邊界檢測(非常有可能產生堆溢出。

比如這種代碼:
char string[]="Hello World!";printf("String: %s ,強行再讀一次: %#p\n", string);printf("String: %s ,強行再讀一次: %#s\n", string);

輸出如下:
String:Hello World! , 強行再讀一次: 0X001C1073 String: Hello World! ,強行再讀一次: 閮

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4

問題解釋

問題1printf("%f\n",a) 輸出為什么是0.000000?

答: %f 提取8字節(jié)。a僅僅有4字節(jié),提取出來的數(shù)占了float表示法的指數(shù)部分。尾數(shù)部分為0。所以終于是0

問題2:printf("%d\n",x)? 輸出為什么是0?
答: %d 提取4字節(jié),x有8字節(jié)。提取出來的數(shù)實際上是float表示法的指數(shù)部分(恰好是0),所以終于是0

問題3:printf("%f,%f\n",a,x); 輸出都是0.000000 為什么?
答: 參照問題1的解釋。提取了八字節(jié)后,后面的已經亂了

問題4:printf("%f,%f\n",x,a);調換一下a,x的順序,正常了,為什么?
答: 這是正常的情況而已。


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