Jak ten program się powiela?

Question

Ten kod pochodzi z Hacker's Delight. Mówi, że jest to najkrótszy taki program w C i ma długość 64 znaków, ale go nie rozumiem:

main(a){printf(a,34,a="main(a){printf(a,34,a=%c%s%c,34);}",34);} 

Próbowałem go skompilować. Kompiluje się z 3 ostrzeżeniami i bez błędów.

Answer 1

Program ten opiera się na założeniach, że

• typ powrót main jest typ parametru int
• funkcja jest domyślnie int i
• argument a="main(a){printf(a,34,a=%c%s%c,34);}" zostaną najpierw ocenione.

To wywoła niezdefiniowane zachowanie. Kolejność oceny argumentów funkcji nie jest gwarantowana w C.
Choć program ten działa w następujący sposób:

Wyrażenie przypisaniea="main(a){printf(a,34,a=%c%s%c,34);}" przydzieli ciąg "main(a){printf(a,34,a=%c%s%c,34);}" do a i wartość wyrażenia przypisania byłoby "main(a){printf(a,34,a=%c%s%c,34);}" zbyt wg standardu --C11 C: 6,5.16

Operator przypisania zachowuje wartość w obiekcie oznaczonym lewym operandem. Wyrażenie przyporządkowaniema wartość lewego argumentu po zadania [...]

Mając na uwadze powyższy semantycznej operatora przypisania program zostanie rozszerzona podczas

main(a){ 
     printf("main(a){printf(a,34,a=%c%s%c,34);}",34,a="main(a){printf(a,34,a=%c%s%c,34);}",34); 
} 

ASCII 34 to ". Projektanci i odpowiadająca jej argumenty:

%c ---> 34 
%s ---> "main(a){printf(a,34,a=%c%s%c,34);}" 
%c ---> 34 

lepsza wersja byłaby

main(a){a="main(a){a=%c%s%c;printf(a,34,a,34);}";printf(a,34,a,34);} 

Jest 4 postać dłużej, ale przynajmniej następujące K & R C.

Answer 2

To zależy od kilku dziwactw języka C i (jak sądzę) niezdefiniowanego zachowania.

Po pierwsze definiuje funkcję main. Prawidłowe jest zadeklarowanie funkcji bez typu zwracanego lub typów parametrów i będą one uważane za int. Właśnie dlatego część main(a){ działa.

Następnie wywołuje printf z 4 parametrami. Ponieważ nie ma on prototypu, przyjmuje się, że zwraca on parametry int i akceptuje parametry int (chyba że kompilator domyślnie deklaruje inaczej, tak jak robi to Clang).

Pierwszy parametr jest uznawany za int i na początku programu jest argc. Drugi parametr to 34 (który jest ASCII dla znaku podwójnego cudzysłowu). Trzeci parametr to wyrażenie przypisania, które przypisuje ciąg formatu do a i zwraca go. Polega na konwersji wskaźnik-do-int, która jest legalna w C. Ostatni parametr jest kolejnym cudzysłowem w postaci numerycznej.

W czasie wykonywania specyfikatory formatu %c są zastępowane cytatami, zmienna %s jest zastępowana łańcuchem formatu, a następnie otrzymuje się oryginalne źródło.

O ile mi wiadomo, kolejność oceny argumentów jest niezdefiniowana. Ta instrukcja działa, ponieważ zadanie a="main(a){printf(a,34,a=%c%s%c,34);}" jest oceniane przed przekazaniem a jako pierwszego parametru do printf, ale z tego co wiem, nie ma reguły, aby go wymusić. Ponadto nie działa to na platformach 64-bitowych, ponieważ konwersja wskaźnika na konwersję spowoduje obcięcie wskaźnika do wartości 32-bitowej. W rzeczywistości, chociaż widzę, jak działa na niektórych platformach, nie działa na moim komputerze z moim kompilatorem.

Answer 3

Program ma postać z założeniem, że służy do drukowania własnego kodu. Zwróć uwagę na podobieństwo literału ciągu do całego kodu programu. Idea jest taka, że ​​literał będzie używany jako ciąg formatu w formacie printf(), ponieważ jego wartość jest przypisana do zmiennej a (chociaż na liście argumentów) i że zostanie również przekazana jako ciąg do wydrukowania (ponieważ wyrażenie przypisania wylicza wartość który został przydzielony). 34 to kod ASCII dla znaku podwójnego cudzysłowu ("); używając go unika się ciągów formatów zawierających znaki literowe z ukrytymi znakami cudzysłowu.

Kod opiera się na nieokreślonym zachowaniu w postaci porządku oceny argumentów funkcji. Jeśli są one oceniane w porządku listy argumentów, wówczas program prawdopodobnie nie powiedzie się, ponieważ wartość a byłaby wówczas używana jako wskaźnik do ciągu formatu przed faktycznym przypisaniem mu poprawnej wartości.

Dodatkowo, rodzaj a domyślnych do int, i nie ma gwarancji, że int jest wystarczająco szeroka, aby posiadać wskaźnik obiektu bez obcinania go.

Ponadto standard C określa tylko dwie dozwolone podpisy dla main(), a podpis nie jest wśród nich.

Co więcej, typ printf() wywnioskowany przez kompilator pod nieobecność prototypu jest niepoprawny. Nie ma żadnej gwarancji, że kompilator wygeneruje sekwencję wywołującą, która na nią działa.

Answer 4

To działa w oparciu o wiele dziwactw, które C pozwala ci zrobić, a niektóre niezdefiniowane zachowania działają na twoją korzyść. W kolejności:

main(a) { ... 

Rodzaje Zakłada się int czy nieokreślony, więc jest to równoznaczne z:

int main(int a) { ... 

Nawet main ma przyjąć wartość 0 lub 2 argumenty, a to jest niezdefiniowane zachowanie , może to być dozwolone jako ignorowanie brakującego drugiego argumentu.

Następnie ciało, które wyrzucę. Zauważ, że a jest int zgodnie main:

printf(a, 
     34, 
     a = "main(a){printf(a,34,a=%c%s%c,34);}", 
     34); 

Kolejność oceny argumentów jest niezdefiniowana, ale jesteśmy powołując się na 3. argumentu - Przypisanie - Pierwsze oceniana jako pierwszy. Opieramy się również na niezdefiniowanym zachowaniu możliwości przypisania char * do int. Należy również zauważyć, że 34 to wartość ASCII wynosząca ". Zatem zamierzone oddziaływanie programu jest:

int main(int a, char**) { 
    printf("main(a){printf(a,34,a=%c%s%c,34);}", 
      '"', 
      "main(a){printf(a,34,a=%c%s%c,34);}", 
      '"'); 
    return 0; // also left off 
} 

, które po ocenie, produkuje:

main(a){printf(a,34,a="main(a){printf(a,34,a=%c%s%c,34);}",34);} 

który był oryginalny program. Tada!