C語言中，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。

• 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，處理器體系結構卻給不出一個實際場景復現(xiàn)問題的時候，這人大概率在扯淡。

其實，這個問題本身就是錯誤的問法，說全了能講10萬字，我們只要能在特定場景下確定其特定行為就OK了，當然，這就需要設計一個比較OK的實驗。

在演示一個實際代碼行為之前，先給出一個知識，CPU不認識變量，更無法識別變量的名字，CPU只會從特定的內存位置取值或者將值存到特定的內存位置，因此當問一個變量的值是多少的時候，必須要知道這個變量對應的值被保存在什么地方。

來看下面的代碼：

#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個函數(shù)，其內部均有一個未初始化的局部變量，它們的值到底是多少呢？

對于這種局部變量，它們的值取決于：

• 變量在棧中的位置。

• 變量對應的棧位置在 之前 有沒有被store過。

可以看到，上述第一點標記了一個內存位置，第二點則是代碼的行為，也就是說，只要有代碼去store對應的位置， 且后續(xù)的代碼沒有reset該位置的值的話，該位置就會保留著原先被store后的值。

驗證非常簡單，試一下就知道了：

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

按照函數(shù)調用棧幀的變化，func1的局部變量a和func2的局部變量b顯然是位于同一個位置的，在func1被調用時，這是一塊新的內存(可能在進入main之前有棧幀到達過這個位置)，a的值取決于調入內存該位置的頁面對應偏移的初始值，這取決于操作系統(tǒng)：

• 操作系統(tǒng)在分配給程序頁面時可能會將頁面clear為零頁。

棧的分配不會涉及C庫，這里顯然并不涉及C庫的行為，但類似malloc分配的內存則涉及C庫了。

打印結果，a的值為0，我們認為操作系統(tǒng)返回給了應用程序零頁。接下來在func1中將其賦值12345之后函數(shù)返回，接下來調用func2的時候，在之前func1已經(jīng)退出的棧幀位置重建棧幀，對應位置依然還是12345。

我沒有看到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調用使用的并不是同一個棧幀，因此即便是在func3中對c賦值了54321，也不會影響在其棧幀之上的func4的棧幀對應位置的值d。因此c和d的初始值均保持為0。

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

很簡單，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實在在的指令完成的。

總結一句， 函數(shù)返回在pop出當前棧幀的時候，并不會清理它遺留在棧幀里的數(shù)據(jù)，下個函數(shù)調用再次重用到該棧幀的內存時，未初始化的局部變量將會被遺留數(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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