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CSAPP学习日志1：show_bytes

程序员文章站 2022-06-29 18:58:34
...

代码全览

/* show-bytes - prints byte representation of data */
/* $begin show-bytes */
#include <stdio.h>
/* $end show-bytes */
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
/* $begin show-bytes */

typedef unsigned char *byte_pointer;
//typedef char *byte_pointer;
//typedef int *byte_pointer;

void show_bytes(byte_pointer start, size_t len) {
    size_t i;
    for (i = 0; i < len; i++)
	printf("%p\t0x%.2x\n", &start[i], start[i]); 
    printf("\n");
}

void show_int(int x) {
    show_bytes((byte_pointer) &x, sizeof(int)); 
}

void show_float(float x) {
    show_bytes((byte_pointer) &x, sizeof(float));
}

void show_pointer(void *x) {
    show_bytes((byte_pointer) &x, sizeof(void *));
}
/* $end show-bytes */


/* $begin test-show-bytes */
void test_show_bytes(int val) {
    int ival = val;
    //float fval = (float) ival;
	double fval = (double) ival;
    int *pval = &ival;
    printf("Stack variable ival = %d\n", ival);
    printf("(int)ival:\n");
    show_int(ival);
    printf("(float)ival:\n");
    show_float(fval);
    printf("&ival:\n");
    show_pointer(pval);
}
/* $end test-show-bytes */

void simple_show_a() {
/* $begin simple-show-a */
int val = 0x87654321;
byte_pointer valp = (byte_pointer) &val;
show_bytes(valp, 1); /* A. */
show_bytes(valp, 2); /* B. */
show_bytes(valp, 3); /* C. */
/* $end simple-show-a */
}

void simple_show_b() {
/* $begin simple-show-b */
int val = 0x12345678;
byte_pointer valp = (byte_pointer) &val;
show_bytes(valp, 1); /* A. */
show_bytes(valp, 2); /* B. */
show_bytes(valp, 3); /* C. */
/* $end simple-show-b */
}

void float_eg() {
  int x = 3490593;
  float f = (float) x;
  printf("For x = %d\n", x);
  show_int(x);
  show_float(f);

  x = 3510593;
  f = (float) x;
  printf("For x = %d\n", x);
  show_int(x);
  show_float(f);

}

void string_ueg() {
/* $begin show-ustring */
const char *s = "ABCDEF";
show_bytes((byte_pointer) s, strlen(s)); 
/* $end show-ustring */
}

void string_leg() {
/* $begin show-lstring */
const char *s = "abcdef";
show_bytes((byte_pointer) s, strlen(s)); 
/* $end show-lstring */
}

void show_twocomp() 
{
/* $begin show-twocomp */
    short x = 12345; 
    short mx = -x; 
    
    show_bytes((byte_pointer) &x, sizeof(short)); 
    show_bytes((byte_pointer) &mx, sizeof(short)); 
/* $end show-twocomp */
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    int val = 12345;
    if (argc > 1) {
        val = strtol(argv[1], NULL, 0);
	printf("calling test_show_bytes\n");
	test_show_bytes(val);
    } else {
	printf("calling show_twocomp\n");
	show_twocomp();
	printf("Calling simple_show_a\n");
	simple_show_a();
	printf("Calling simple_show_b\n");
	simple_show_b();
	printf("Calling float_eg\n");
	float_eg();
	printf("Calling string_ueg\n");
	string_ueg();
	printf("Calling string_leg\n");
	string_leg();
    }
    return 0;
}

typedef unsigned char* byte_pointer不带参数的运行结果：

calling show_twocomp
0x7ffec6b013a4	0x39
0x7ffec6b013a5	0x30

0x7ffec6b013a6	0xc7
0x7ffec6b013a7	0xcf

Calling simple_show_a
0x7ffec6b0139c	0x21

0x7ffec6b0139c	0x21
0x7ffec6b0139d	0x43

0x7ffec6b0139c	0x21
0x7ffec6b0139d	0x43
0x7ffec6b0139e	0x65

Calling simple_show_b
0x7ffec6b0139c	0x78

0x7ffec6b0139c	0x78
0x7ffec6b0139d	0x56

0x7ffec6b0139c	0x78
0x7ffec6b0139d	0x56
0x7ffec6b0139e	0x34

Calling float_eg
For x = 3490593
0x7ffec6b0137c	0x21
0x7ffec6b0137d	0x43
0x7ffec6b0137e	0x35
0x7ffec6b0137f	0x00

0x7ffec6b0137c	0x84
0x7ffec6b0137d	0x0c
0x7ffec6b0137e	0x55
0x7ffec6b0137f	0x4a

For x = 3510593
0x7ffec6b0137c	0x41
0x7ffec6b0137d	0x91
0x7ffec6b0137e	0x35
0x7ffec6b0137f	0x00

0x7ffec6b0137c	0x04
0x7ffec6b0137d	0x45
0x7ffec6b0137e	0x56
0x7ffec6b0137f	0x4a

Calling string_ueg
0x55e9a92e9d34	0x41
0x55e9a92e9d35	0x42
0x55e9a92e9d36	0x43
0x55e9a92e9d37	0x44
0x55e9a92e9d38	0x45
0x55e9a92e9d39	0x46

Calling string_leg
0x55e9a92e9d3b	0x61
0x55e9a92e9d3c	0x62
0x55e9a92e9d3d	0x63
0x55e9a92e9d3e	0x64
0x55e9a92e9d3f	0x65
0x55e9a92e9d40	0x66

改为 typedef char *byte_pointer 的运行结果：

calling show_twocomp
0x7ffe25b91464	0x39
0x7ffe25b91465	0x30

0x7ffe25b91466	0xffffffc7
0x7ffe25b91467	0xffffffcf

Calling simple_show_a
0x7ffe25b9145c	0x21

0x7ffe25b9145c	0x21
0x7ffe25b9145d	0x43

0x7ffe25b9145c	0x21
0x7ffe25b9145d	0x43
0x7ffe25b9145e	0x65

Calling simple_show_b
0x7ffe25b9145c	0x78

0x7ffe25b9145c	0x78
0x7ffe25b9145d	0x56

0x7ffe25b9145c	0x78
0x7ffe25b9145d	0x56
0x7ffe25b9145e	0x34

Calling float_eg
For x = 3490593
0x7ffe25b9143c	0x21
0x7ffe25b9143d	0x43
0x7ffe25b9143e	0x35
0x7ffe25b9143f	0x00

0x7ffe25b9143c	0xffffff84
0x7ffe25b9143d	0x0c
0x7ffe25b9143e	0x55
0x7ffe25b9143f	0x4a

For x = 3510593
0x7ffe25b9143c	0x41
0x7ffe25b9143d	0xffffff91
0x7ffe25b9143e	0x35
0x7ffe25b9143f	0x00

0x7ffe25b9143c	0x04
0x7ffe25b9143d	0x45
0x7ffe25b9143e	0x56
0x7ffe25b9143f	0x4a

Calling string_ueg
0x56542d245d34	0x41
0x56542d245d35	0x42
0x56542d245d36	0x43
0x56542d245d37	0x44
0x56542d245d38	0x45
0x56542d245d39	0x46

Calling string_leg
0x56542d245d3b	0x61
0x56542d245d3c	0x62
0x56542d245d3d	0x63
0x56542d245d3e	0x64
0x56542d245d3f	0x65
0x56542d245d40	0x66

改为 typedef int *byte_pointer 的运行结果：

calling show_twocomp
0x7fffda172ef4	0xcfc73039
0x7fffda172ef8	0x369ab800

0x7fffda172ef6	0xb800cfc7
0x7fffda172efa	0xe5cd369a

Calling simple_show_a
0x7fffda172eec	0x87654321

0x7fffda172eec	0x87654321
0x7fffda172ef0	0xda172eec

0x7fffda172eec	0x87654321
0x7fffda172ef0	0xda172eec
0x7fffda172ef4	0x7fff

Calling simple_show_b
0x7fffda172eec	0x12345678

0x7fffda172eec	0x12345678
0x7fffda172ef0	0xda172eec

0x7fffda172eec	0x12345678
0x7fffda172ef0	0xda172eec
0x7fffda172ef4	0x7fff

Calling float_eg
For x = 3490593
0x7fffda172ecc	0x354321
0x7fffda172ed0	0xda172f00
0x7fffda172ed4	0x7fff
0x7fffda172ed8	0x43fd0a6c

0x7fffda172ecc	0x4a550c84
0x7fffda172ed0	0xda172f00
0x7fffda172ed4	0x7fff
0x7fffda172ed8	0x43fd0a7c

For x = 3510593
0x7fffda172ecc	0x359141
0x7fffda172ed0	0xda172f00
0x7fffda172ed4	0x7fff
0x7fffda172ed8	0x43fd0aad

0x7fffda172ecc	0x4a564504
0x7fffda172ed0	0xda172f00
0x7fffda172ed4	0x7fff
0x7fffda172ed8	0x43fd0abd

Calling string_ueg
0x55c943fd0d44	0x44434241
0x55c943fd0d48	0x61004645
0x55c943fd0d4c	0x65646362
0x55c943fd0d50	0x61630066
0x55c943fd0d54	0x6e696c6c
0x55c943fd0d58	0x65742067

Calling string_leg
0x55c943fd0d4b	0x64636261
0x55c943fd0d4f	0x63006665
0x55c943fd0d53	0x696c6c61
0x55c943fd0d57	0x7420676e
0x55c943fd0d5b	0x5f747365
0x55c943fd0d5f	0x776f6873

一：头文件：①#include <stdio.h>包含了标准的库函数如输入scanf和输出printf；

②#include <stdlib.h>里面定义了五种类型、一些宏和通用工具函数。 类型例如size_t、wchar_t、div_t、ldiv_t和lldiv_t； 宏例如EXIT_FAILURE、EXIT_SUCCESS、RAND_MAX和MB_CUR_MAX等等；常用的函数如malloc()、calloc()、 realloc()、free()、system()、atoi()、atol()、rand()、srand()、exit()等等；

③#include <string.h>里面包含了strcpy(字符串拷贝)、strcat(字符串连接)、strcmp(比较两个字符串)等函数。

二：typedef unsigned char byte_pointer；：typedef的作用是为数据类型取一个新名字，这里是将unsigned char命名为byte_pointer；
size_t在64位系统下为unsigned long int，通常我们用sizeof()操作得到的就是size_t类型。

三：调用show_bytes时将传入无符号字符对象的指针和该对象的字节数，然后通过for循环的printf("%p\t0x%.2x\n", &start[i], start[i]); 进行格式化输出，以两位16进制数输出，start是对象的首地址，start[i]代表从start[0]开始第i个位置处的字节。

四：int main(int argc, char *argv[])其中第一个参数是记录在命令行输入的字符串个数，第二个参数是存放命令行上的字符串。

五：程序的运行结果还可以看出机器是大端存储还是小端存储方式。

六：关于unsigned char*、char*、int*三种不同指针类型运行结果不同的思考：

unsigned char* 带参数15213的运行结果：

CSAPP学习日志1：show_bytes

char* 带参数15213的运行结果：

CSAPP学习日志1：show_bytes

int* 带参数15213的运行结果：

CSAPP学习日志1：show_bytes
由图一和图二对比：当所表示的字节的值超过了char的表数范围（-128~127）时，byte本无符号的说法，但将byte的值赋给int、long等其它类型时，系统会最高位进行扩展。因此使用符号类型（char），可能会造成数据错误。

由图一和图三对比：由于start被解释成int型，所以 程序每次读取4个字节并以16进制打印,因此造成数据错误。

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