printf函数的 %s 与 %c

最新推荐文章于 2025-10-28 07:24:19 发布

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#C++ #printf #格式控制 #输出 #clang

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在C++编程时，作者发现printf使用%s与%c格式控制符时出现不同结果。当尝试打印字符时，误用%s导致clang警告并最终运行时异常。通过错误信息和代码分析，作者揭示了printf内部如何处理%s，指出当传递char而非char*给%s时，可能导致对非法内存的访问，从而引发错误。

今天在研究C++的时候在Mac上随手写了些例子，结果发现一个关于printf很有趣的现象：

先定义一个模板：

template<tyepname type>class data_count{
    type a;
    type b;
public:
    data_count(type A,type B):a(A),b(B){}
    type add(){return a+b;}
    type sub(){return a-b;}
}

使用一下这模板：

data_count<char> c('a','b');
printf("check it %c",c.add());

一切正常，于是我突发奇想改了一下printf语句：

printf("check it %s",c.add());

系统直接报了 EXC_BAD_ACCESS，非法访问内存？

我不确定是否因为模板类的问题，所以再试了一下：

printf("check it %s",'c');

此时clang报出警告： Format specifies type 'char*' but the argument has type 'char' (clang的错误信息简直比gcc好太多了，特别在出现链接错误的时候)

我没管，直接跑起来，结果运行时报出 EXC_BAD_ACCESS的错误，果然是因为printf中%s与%c的不同造成的。

去扒代码：

static int printf(const char *fmt, ...)
 	{
 	    va_list args;
 	    int i;
 	 
 	    va_start(args, fmt);
	    write(1,printbuf,i=vsprintf(printbuf, fmt, args));
 	    va_end(args);
	    return i;
 	}

这是Linux源码中实现的printf（没找Mac下的，因为这种代码原理应该都是一样的），思路很简单：将变参(va_list)中的所有参数组装好，全部写到1（stdout）的FD中从而输出到屏幕。
这里貌似只有vsprintf会访问内存导致BAD_ACCESS了，vasprintf函数的代码很长，其中访问内存的地方有不少，结合报错的汇编语句：

0x7ff8b9a8732 pxor %xmm0,%xmm0 //将xmm0寄存器清零

0x7ff8b9a8732 pcmpeqb (%rdi),%xmm0 //将rdi寄存器指向的内存的内容与 xmm0 作比较

来看，应该是某个与0比较的操作导致的，而且显示是在 strlen()函数中的出现的。

由此可以推断出，应该是vsprintf中的这一段：

case 's':
 	            s = va_arg(args, char *);
 	            len = strlen(s);
	            if (precision < 0)
 	                precision = len;
 	            else if (len > precision)
 	                len = precision;

导致的，vsprintf查看到格式符有 %s 后，就找对应的参数，直接对其进行调用 strlen 查看其长度去了。
根据我的分析，情况应该是这样的：

printf中遇到%s后，就把对应位置的参数当做是char* 指针对待，对其调用strlen查看其长度，然后当这个参数只是char的时候，就会把字符内容当做指针地址，而一个char的取值在0-255之间，属于用户空间不能访问的内存地址，所以系统就直接报错了。

其实这些细微之处还挺有趣的。