为什么函数调用而不是变量地址用于检测栈的增长方向？

Question

我对堆栈增长检测的问题阅读了不同的回应，并且我明白，在现代架构中，堆栈可能会随机增长，可能会在堆外创建，等等。

但是，在这个经典的面试问题中，我想了解为什么人使用函数调用而不是比较同一函数中的2个局部变量。我认为这样做肯定有一些特殊的原因，但不是C /低级别开发人员[Java :)]，我只是猜测。

这里是我试过的代码：

void sub (int *a) { 
    int b; 
    int c; 
    printf ("a:%d\n", a); 
    printf ("b:%d\n", &b); 
    printf ("c:%d\n", &c); 
    if (&b > a) { 
     printf ("Stack grows up.\n"); 
    } else { 
     printf ("Stack grows down.\n"); 
    } 
} 

int main (void) { 
    int a; 
    int b; 
    sub (&a); 
    printf ("\nHere we go again!!\n"); 
    if (&b > &a) { 
     printf ("Stack grows up.\n"); 
    } else { 
     printf ("Stack grows down.\n"); 
    } 
    return 0; 
} 

我还发现这篇文章它试图优化，我不明白是溶液：http://www.devx.com/tips/Tip/37412

PS：从这个和不同的反应其他线程，似乎问题本身是有缺陷的/不相关的，作为一个面试问题，它可能会重新强制执行错误的假设，除非有人研究了答案！

谢谢！

Answer 1

在单个堆栈帧时，编译器是免费其认为合适订购的局部变量，因此代码：

int i; 
double j; 

之前或之后j有i。只要编译生成正确的代码来访问变量，它可以到任何地方。实际上，除非你使用地址 - 运算符&（或者必须得到地址），否则变量可能永远不会在栈上为。在通话期间它可以存储在寄存器中。

但是，堆栈帧本身的放置顺序受到限制，因为如果它们出现故障，函数返回将无法很好地工作（说得很温和）。

---

我应该提到，当然，前提是堆栈增长的方向仅在一个场景中非常数有限是有用的。绝大多数代码不应该关心它。如果您对不同的体系结构以及它们如何处理堆栈感兴趣，请参阅this answer。

Answer 2

您不能完全控制编译器选择分配局部变量的顺序。然而，您可以合理地控制将调用的函数以及以何种顺序。

Answer 3

声明变量放置在堆栈上的顺序是未定义的，但在由函数调用的函数中，内部函数调用的参数必须比外部函数晚推入堆栈。

Answer 4

的问题是，当你这样做：

void test(void) 
{ 
    int a; 
    int b; 
    if (&a < &b) 
     ... 

你无关与堆栈生长方向的结果。您知道堆叠增长方式的唯一方法是创建新的帧。编译器可以自由地将a放在b以上，或者a放在b以下，因为它认为合适。不同的编译器可能会有不同的结果。

但是，如果您调用另一个函数，该函数的局部变量已将置于新的堆栈帧中，即处于从调用者变量增长的方向。

Answer 5

编译器可以和做重新排序变量堆栈帧：

#include <stdio.h> 

int main() 
{ 
    char c1; 
    int a; 
    char c2; 
    int b; 

    printf("%p %p %p %p\n", &c1, &a, &c2, &b); 
    return 0; 
} 

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0x7ffff62acc1f 0x7ffff62acc18 0x7ffff62acc1e 0x7ffff62acc14 

这里（使用在64位的Linux的gcc 4.4.3）。 c2已移至c1旁边。