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这四行棘手的C代码背后的概念

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为什么这段代码给出了输出 C++Sucks ?它背后的概念是什么?

#include <stdio.h>

double m[] = {7709179928849219.0, 771};

int main() {
    m[1]--?m[0]*=2,main():printf((char*)m);    
}

测试here .

8 回答

  • 9

    数字 7709179928849219.0 具有以下二进制表示形式为64位 double

    01000011 00111011 01100011 01110101 01010011 00101011 00101011 01000011
    +^^^^^^^ ^^^^---- -------- -------- -------- -------- -------- --------
    

    + 显示标志的位置;指数的 ^ 和尾数的 - (即没有指数的值) .

    由于表示使用二进制指数和尾数,因此将指数加倍会使指数递增1 . 你的程序精确地完成了771次,所以从1075开始的指数( 10000110011 的十进制表示)最后变为1075 771 = 1846; 1846年的二进制表示是 11100110110 . 结果模式如下所示:

    01110011 01101011 01100011 01110101 01010011 00101011 00101011 01000011
    -------- -------- -------- -------- -------- -------- -------- --------
    0x73 's' 0x6B 'k' 0x63 'c' 0x75 'u' 0x53 'S' 0x2B '+' 0x2B '+' 0x43 'C'
    

    此模式对应于您看到的打印字符串,仅向后 . 同时,数组的第二个元素变为零,提供null终止符,使字符串适合传递给 printf() .

  • 214

    更易阅读的版本:

    double m[2] = {7709179928849219.0, 771};
    // m[0] = 7709179928849219.0;
    // m[1] = 771;    
    
    int main()
    {
        if (m[1]-- != 0)
        {
            m[0] *= 2;
            main();
        }
        else
        {
            printf((char*) m);
        }
    }
    

    它以递归方式调用 main() 771次 .

    在开头, m[0] = 7709179928849219.0 ,其中standsC++Suc;C . 在每次通话中, m[0] 加倍,最后两个字母为"repair" . 在最后一次调用中, m[0] 包含 C++Sucks 的ASCII字符表示,而 m[1] 仅包含零,因此它具有null terminator用于 C++Sucks 字符串 . 所有这些都假设 m[0] 存储在8个字节上,因此每个char占用1个字节 .

    没有递归和非法 main() 调用它将如下所示:

    double m[] = {7709179928849219.0, 0};
    for (int i = 0; i < 771; i++)
    {
        m[0] *= 2;
    }
    printf((char*) m);
    
  • 8

    免责声明:此答案已发布到问题的原始形式,其中仅提到C并包含C Headers . 问题转换为纯C是由社区完成的,没有原始提问者的意见 .


    从形式上讲,这个程序是不可能的,因为它是不正确的(即它不是合法的C) . 它违反了C 11 [basic.start.main] p3:

    函数main不得在程序中使用 .

    除此之外,它依赖于这样的事实:在典型的消费者计算机上, double 是8字节长,并且使用某种众所周知的内部表示 . 计算数组的初始值,以便在执行"algorithm"时,第一个 double 的最终值将使得内部表示(8个字节)将是8个字符 C++Sucks 的ASCII代码 . 然后,数组中的第二个元素是 0.0 ,其第一个字节在内部表示中为 0 ,使其成为有效的C样式字符串 . 然后使用 printf() 将其发送到输出 .

    在硬件上运行此操作,其中上述某些操作不会导致垃圾文本(或者甚至是访问超出范围) .

  • 103

    也许理解代码的最简单方法是反过来处理事情 . 我们'll start with a string to print out -- for balance, we' ll使用"C++Rocks" . 关键点:就像原版一样,它(大致)会像原版一样,并以相反的顺序打印出来,我们只是将该位模式视为 double ,并打印出结果:

    #include <stdio.h>
    
    char string[] = "skcoR++C";
    
    int main(){
        printf("%f\n", *(double*)string);
    }
    

    这会产生 3823728713643449.5 . 因此,我们希望以某种方式操纵它,即半任意选择乘以256,这给了我们 978874550692723072 . 现在,我们只需要编写一些混淆代码来除以256,然后以相反的顺序打印掉它的各个字节:

    #include <stdio.h>
    
    double x [] = { 978874550692723072, 8 };
    char *y = (char *)x;
    
    int main(int argc, char **argv){
        if (x[1]) {
            x[0] /= 2;  
            main(--x[1], (char **)++y);
        }
        putchar(*--y);
    }
    

    现在我们有很多转换,将参数传递给(递归) main ,这些参数完全被忽略(但是获得增量和减量的评估是完全至关重要的),当然还有完全随意的数字来掩盖我们所做的事实做的真的非常简单 .

    当然,由于整点都是混淆,如果我们觉得这样,我们也可以采取更多步骤 . 例如,我们可以利用短路评估,将 if 语句转换为单个表达式,因此main的主体看起来像这样:

    x[1] && (x[0] /= 2,  main(--x[1], (char **)++y));
    putchar(*--y);
    

    对于那些不习惯混淆代码(和/或代码高尔夫)的人来说,这开始看起来确实很奇怪 - 计算和丢弃一些无意义的浮点数的逻辑 and 和来自 main 的返回值,这是不均匀的返回一个值 . 更糟糕的是,如果没有意识到(并思考)短路评估是如何工作的,那么它如何避免无限递归甚至可能不会立即显而易见 .

    我们的下一步可能是将每个角色的打印与找到该角色分开 . 通过从 main 生成正确的字符作为返回值,并打印出 main 返回的内容,我们可以很容易地做到这一点:

    x[1] && (x[0] /= 2,  putchar(main(--x[1], (char **)++y)));
    return *--y;
    

    至少在我看来,这似乎足够混淆了,所以我会留下它 .

  • 488

    它只是构建一个双数组(16个字节) - 如果解释为char数组 - 为字符串“C Sucks”构建ASCII代码

    但是,代码不能在每个系统上运行,它依赖于以下某些未定义的代码事实:

  • 22

    以下代码打印 C++Suc;C ,因此整个乘法仅适用于最后两个字母

    double m[] = {7709179928849219.0, 0};
    printf("%s\n", (char *)m);
    
  • 10

    其他人已经非常彻底地解释了这个问题,我想根据标准添加一个注释,这是 undefined behavior .

    C 11 3.6.1 / 3主要功能

    函数main不得在程序中使用 . main的链接(3.5)是实现定义的 . 将main定义为已删除或声明main为inline,static或constexpr的程序格式不正确 . 名称main不以其他方式保留 . [示例:成员函数,类和枚举可以称为main,其他名称空间中的实体也可以称为main . - 示例]

  • 55

    代码可以像这样重写:

    void f()
    {
        if (m[1]-- != 0)
        {
            m[0] *= 2;
            f();
        } else {
              printf((char*)m);
        }
    }
    

    它正在做的是在 double 数组_590874中生成一组字节,恰好对应于字符'C++Sucks'后跟一个空终止符 . 他们通过选择一个double值来模糊代码,当加倍771次时,在标准表示中产生的字节集与数组的第二个成员提供的null终止符相同 .

    请注意,此代码在不同的endian表示下不起作用 . 此外,不严格允许调用 main() .

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