你真的会 C 语言吗

身为一名程序员，或多或少都会了解一点 C 语言，我如今还清楚地记得，大一刚接触 C 语言时被它所支配的恐惧。C 语言无比强大，被称为「高级汇编语言」足以见得它的威力，也能够看出它常常与计算机底层打交道；它的指针部分更为精彩（也是最难的部分），那么咱们就跳过它最难的部分，检查一下你对 C 语言掌握的程度。

下面是一个函数 sum_elements( )，它的做用是对给定的数组中全部元素求和并返回其值，按照代码中给定的值去执行，你认为会获得什么结果呢？

 1#include<stdio.h>
 2
 3// 一个有 bug 的函数
 4float sum_elements(float a[], unsigned length) {
 5    int i;
 6    float result;
 7
 8    result = 0;
 9    for (i = 0; i <= length - 1; i++)
10        result += a[i];
11
12    return result;
13}
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15void main()
16{
17    float a[1] = { 0.1 };
18    float sum;
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20    sum = sum_elements(a, 0);
21    printf("%f\n", sum);
22}
复制代码

当咱们让 length = 0 时，想要获得的结果是 0.000000，可是运行时你会发现该程序会报出内存访问异常错误。你知道是什么缘由出现这个错误吗？这就是检验你功底是否扎实的时候了，先仔细看看代码，好好想想再继续往下看。

... ...

怎么样，知道是什么缘由致使这段代码出现了咱们预料以外的错误了吗？这里的 bug 是无符号整数(unsigned)致使的。

在 C 语言中，无符号整数是 4 个字节，1 个字节为 8 位，十进制数 0 用二进制表示为 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000，计算机作减法是经过补码进行，补码为源码除符号位外各位取反再加一。-1 的补码为 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111，计算 length - 1 （0 - 1） 就是求 length 与 -1 的补码之和，获得的结果为 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111，由于以前定义形参的时候将 length 定义为无符号整数，因此 C 语言将计算结果按照无符号整数解释，获得的十进制数字为 4294967295（2^32 - 1）而不是咱们想要的 -1，循环时 i 初值被赋为 0 ，一直小于这个数，因此循环会不断地进行，代码将试图访问数组 a 的非法元素，致使内存访问异常。

这个程序表面上一切正常，很符合正常人思路，数组下标不能为负数，所以形参 length 用无符号整数表示；中止条件 i <= length - 1 看上去也十分天然。可是将这两个条件组合在一块儿，意料以外的事情就发生了。C 语言确实很强大，可是若是咱们的计算机基础知识不扎实，极可能出现各类奇奇怪怪的 bug。原来我一直以为学那些枯燥无味的计算机基础知识没用，可是越往前走愈加觉计算机基础知识很重要。书到用时方恨少，出了 bug 找不到。

如今这个 bug 的缘由已经找到了，如何修改这个 bug 使得该程序可以顺利执行呢？一种方法是修改循环条件，改为 i < length  ；另外一种方法是将形参 length 定义为 int 类型。