C言語 ポインタに関する質問です

Question

C言語のポインタの勉強をしていて行き詰ってしまったので質問させて頂きます。

下のプログラムを実行すると以下のような出力が得られた．
プログラム中の値(a),(b)及び出力値(c),(d)を10進数で答えよ。

該当のソースコード

C言語
ソースコード
#include <stdio.h>
int main(void)
{
int aa[2]={ (a) , (b)};
short *aa2=(short *)(&aa[sizeof(aa)/sizeof(short) - 3])‐2;
char aa3=(char )(aa+2)‐6;
int n;
for(n=0;n<4;n++)
printf(“%d, %d¥n”,n,(aa2+n));
for(n=0;n<3;n++)
printf(“%d, %d¥n”,n,(short *)(aa3+n));
}

出力結果

0, 20
1, (c)
2, (d)
3, ‐20
0, ‐1
1, 255
2, 0

試したこと

short型の*aa2は(short *)(&aa[sizeof(aa)/sizeof(short)-3])-2で定義されている、aaはint型が2つ分なので８バイト、short型が４バイトなので[]の中身はと８/2－3＝１となると思います。ここでaa[1]を指しますが、さらにその後－２をします。short型なので２×２＝４つ分のアドレスが引かれ結果的にaa[0]の先頭を指す。よって（a）には20を入れる？

とここまで考えたら行き詰ってしまいました、、、
どなたか詳しい方、ご教示いただけると大変助かります。

Comments

[fana]

intが２つならんでいる領域内を，shortサイズでオフセットしながら見ている出力と， charサイズでオフセットしながら見ている出力の結果を見比べれば (a)～(d) がわかるという話でしょう．
この問題の出自箇所には，（きっと）
int,short,charのサイズは何バイトなのか？　エンディアンはどうなっているのか？　等の前提が書かれているのではないかと思うので，それに基づいて冷静にパズルを解けばよいのではないかと．

[fana]

（こんな穴埋めパズルもどきに頭を悩ませているよりも，もっと｛まともな，普通な｝学習に取り組むほうが有意義な気がしますが）

[YT0014]

各出力毎に、アドレス(aaを０とした相対アドレスで充分)を書き足してみれば、わかりやすくなるかと。ただし、エンディアンの理解が必要です。
なお、CPU及びコンパイラに依存する問題ので、ご提示ください。
また、環境によっては、実行時にエラーが発生する可能性があります。

Answer 1

えっと、その勉強が学校の課題だとすると適当にやりすごすしかありませんが、本で自習しているのであれば、今すぐその本を投げ捨てましょう。
C言語はアセンブリ言語ではありません。int や short でポインタをやりとりしてどうこうの時点で「未定義動作」です。つまり、「この問題のようなプログラムを書かないようにしましょう」という反面教師には使えますが「動きがどうなるか考える」を学習項目だと考えてるとするとピント外れもいいところです。

Comments

[maisumakun]

境界を守らないアクセスは、アーキテクチャによってはクラッシュしますしね。

Answer 2

aa2[0] = 51 = 0x0033
aa2[1] = (c)
aa2[2] = (d)
aa2[3] = -51 = 0xffcd

aa3[1]<<8|aa3[0] = -1 = 0xffff
aa3[2]<<8|aa3[1] = 255 = 0x00ff
aa3[3]<<8|aa3[2] = 0 = 0x0000

ffcd 0000 ffff 0033
       00ff

(c) = 0xffff = -1
(d) = 0x0000 = 0
(a) = 0xffff0033 = -65485
(b) = 0xffcd0000 = -3342336

奇数番地で short の値を参照しているけど、インテルの CPU なら問題ないのでしょう。

Answer 3

short型の*aa2は(short *)(&aa[sizeof(aa)/sizeof(short)-3])-2で定義されている、aaはint型が2つ分なので８バイト、short型が４バイトなので[]の中身はと８/2－3＝１となると思います。ここでaa[1]を指しますが、さらにその後－２をします。short型なので２×２＝４つ分のアドレスが引かれ結果的にaa[0]の先頭を指す。

ここまではあってます。同じようにaa3の先頭アドレスも計算できます。

aa,aa2,aa3がそれぞれどのアドレスを指しているか、図を描いてみると理解しやすいかと思います。

アドレスの関係が理解できたら数値の穴埋めですが、16進数で考えたほうが簡単かと思います。
ただ、コンピュータ上でのマイナス数値の表現方法、2の補数等をしっかり理解していないと正答できないと思います。

Comments

[anmitsu_c]

１６進数で考えて図にしたら随分わかりやすくなりました！ありがとうございます！