C语言中，未初始化的局部变量到底是多少？

答案往往是：

• 与编译器有关。
• 可能但不保证初始化为0。
• 未确定。
  
  , h1 |! t- e; D) d

总之，全部都是些一本正经的形而上答案，这很令人讨厌。

但凡一些人给你滔滔不绝地扯编译器，C库，处理器体系结构却给不出一个实际场景复现问题的时候，这人大概率在扯淡。

其实，这个问题本身就是错误的问法，说全了能讲10万字，我们只要能在特定场景下确定其特定行为就OK了，当然，这就需要设计一个比较OK的实验。

在演示一个实际代码行为之前，先给出一个知识，CPU不认识变量，更无法识别变量的名字，CPU只会从特定的内存位置取值或者将值存到特定的内存位置，因此当问一个变量的值是多少的时候，必须要知道这个变量对应的值被保存在什么地方。

来看下面的代码：

1. 
   
2. #include <stdio.h>
   . Q- @9 C: I& {% l, N" `1 q
3. 
   
4. void func1()
   
5. {
   % u: {" I2 k. O8 M& v% _
6.   int a;
   
7.   printf("func1:%d\n", a);
   & r7 s( g' e7 C: H$ f- ^% w) L
8.   a = 12345;
   
9. }
   3 L2 G# b* l8 i8 T' w0 E9 i, K
10. 
    
11. void func2()
    
12. {
    6 g) Y& V9 w/ E/ k" n6 N
13.   int b;
    ' X) P) r1 r0 r
14.   printf("func2:%d\n", b);
    9 Q/ ?4 n' c/ }  W& J4 ?, u- M
15. }
      w+ t. }" F. x  O
16. 
    ) E, f- _: ?8 x' W' A' V7 k
17. void func4()
    
18. {
    , H/ }* B2 ~8 N5 J) ?
19.   int d;
    / E0 u! l& b+ H( [/ s9 h
20.   printf("func3:%d\n", d);
      b/ E/ Z' I7 V7 G
21. }
    
22. 
    % l" U8 q2 V+ p: H+ J
23. void func3()
    - s4 B$ D/ R: Q( i
24. {
    , j3 b) V3 s5 l& E2 P7 w" @* N( D/ K
25.   int c;
    / C2 C( |9 W( U: }% _9 {  X/ ^
26.   printf("func3:%d\n", c);
    
27.   c = 54321;
    
28.   func4();
    
29. }
    & ]. ]' n9 l4 t9 A
30. 
    
31. void test_call()
    
32. {
    
33.   func3();
    0 d( ?# b/ i/ Z6 {
34. }
    
35. 
    9 l5 t  ]7 v; l! L1 J
36. int main(int argc, char **argv)
    
37. {
    
38.   func1();
    ' q! {7 n7 W& a
39.   func2();
    
40. 
    
41.   test_call();
    
42. }

复制代码

4 `) [+ W$ k& s' P6 O+ ^7 W

我们有func1～func4一共4个函数，其内部均有一个未初始化的局部变量，它们的值到底是多少呢？

对于这种局部变量，它们的值取决于：

• 变量在栈中的位置。
• 变量对应的栈位置在 之前 有没有被store过。
  
  & i) L/ g0 j6 k7 T+ {

可以看到，上述第一点标记了一个内存位置，第二点则是代码的行为，也就是说，只要有代码去store对应的位置， 且后续的代码没有reset该位置的值的话，该位置就会保留着原先被store后的值。

验证非常简单，试一下就知道了：

1. 
   
2. [root@localhost test]# ./a.out
   % @0 q3 q4 w# I8 \& H
3. func1:0
   ; d3 n) Z( [. h. f; S
4. func2:12345
   $ F3 C. H; I4 t* E
5. func3:0
   6 S  p5 V) `2 e, J# m7 b
6. func3:0

复制代码

按照函数调用栈帧的变化，func1的局部变量a和func2的局部变量b显然是位于同一个位置的，在func1被调用时，这是一块新的内存(可能在进入main之前有栈帧到达过这个位置)，a的值取决于调入内存该位置的页面对应偏移的初始值，这取决于操作系统：

• 操作系统在分配给程序页面时可能会将页面clear为零页。
  
  

栈的分配不会涉及C库，这里显然并不涉及C库的行为，但类似malloc分配的内存则涉及C库了。

打印结果，a的值为0，我们认为操作系统返回给了应用程序零页。接下来在func1中将其赋值12345之后函数返回，接下来调用func2的时候，在之前func1已经退出的栈帧位置重建栈帧，对应位置依然还是12345。

我没有看到func1的ret操作后面有stack清0的代码指令。效率考虑，也不该有这样的指令。

再看test_call函数，很明显，func3和func4调用使用的并不是同一个栈帧，因此即便是在func3中对c赋值了54321，也不会影响在其栈帧之上的func4的栈帧对应位置的值d。因此c和d的初始值均保持为0。

那么，初始化一个局部变量和不初始化一个局部变量，在指令层面上，区别在哪里呢？

很简单，亲眼看一下就知道，先看未初始化局部变量的func1：

1. 
   
2. // int a;
   
3. 00000000004005ad <func1>:
   ! C9 c) {% R$ o' |' O$ q+ h$ _/ W5 d
4.   4005ad:   55                      push   %rbp
   
5.   4005ae:   48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
   
6.   4005b1:   48 83 ec 10             sub    $0x10,%rsp
   4 H) L3 \, g9 ?2 v6 {
7.   4005b5:   8b 45 fc                mov    -0x4(%rbp),%eax
   
8.   4005b8:   89 c6                   mov    %eax,%esi
   
9.   4005ba:   bf 90 07 40 00          mov    $0x400790,%edi
   ( s3 X" N# `* Y" ?, M* Y& a0 |
10.   4005bf:   b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax
    
11.   4005c4:   e8 b7 fe ff ff          callq  400480 <printf@plt>
    : u  e* z. k& r" c
12.   4005c9:   c7 45 fc 39 30 00 00    movl   $0x3039,-0x4(%rbp)
    ; v+ E! G1 W, ?+ c
13.   4005d0:   c9                      leaveq
    / c$ C* A6 o1 a5 v" q: E9 j
14.   4005d1:   c3                      retq

复制代码

再看初始化局部变量a为2222的版本：

1. 
   0 F9 v' U; s& k6 U( n. z8 F) R! x
2. // int a = 2222;
   
3. 00000000004005ad <func1>:
   
4.   4005ad:   55                      push   %rbp
   
5.   4005ae:   48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
   
6.   4005b1:   48 83 ec 10             sub    $0x10,%rsp
   2 g# J& b/ Y# M; y$ r
7.   4005b5:   c7 45 fc 00 00 00 00    movl   $0x0,-0x4(%rbp)
   
8.   4005bc:   8b 45 fc                mov    -0x4(%rbp),%eax
   
9.   4005bf:   89 c6                   mov    %eax,%esi
   
10.   4005c1:   bf 90 07 40 00          mov    $0x400790,%edi
    
11.   4005c6:   b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax
    
12.   4005cb:   e8 b0 fe ff ff          callq  400480 <printf@plt>
    
13.   4005d0:   c7 45 fc 39 30 00 00    movl   $0x3039,-0x4(%rbp)
    
14.   4005d7:   c9                      leaveq
    ' c" ]7 |0 ?$ ^/ }5 A! {% N
15.   4005d8:   c3                      retq

复制代码

仅仅差了一条指令：

1. 
   . P, c: V3 ~8 K$ @: N% r( v+ _
2. 4005b5:   c7 45 fc 00 00 00 00    movl   $0x0,-0x4(%rbp)

复制代码

, _7 ?, V3 n' f7 H" x

初始化的操作是依靠实实在在的指令完成的。

总结一句， 函数返回在pop出当前栈帧的时候，并不会清理它遗留在栈帧里的数据，下个函数调用再次重用到该栈帧的内存时，未初始化的局部变量将会被遗留数据影响，从而变得不确定！

所以，记得初始化你的局部变量。
3 |$ [# u! j* W: @+ Q
  L! B+ m/ q+ U( _  M