c - 在 printf 需要 int 的地方给 printf 一个 char 参数是 UB 吗？

Question

我是否正确理解该程序导致UB的标准:

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    char a = 'A';
    printf("%c\n", a);
    return 0;
}

当它在 sizeof(int)==1 && CHAR_MIN==0 的系统上执行时？

因为如果 a 是无符号的并且具有与 int 相同的大小 (1)，它将被提升为 unsigned int [ 1] (2)，而不是 int，因为 int 不能表示 char 的所有值。格式说明符 "%c" 需要一个 int [2]，并且在 printf() 中使用错误的符号会导致 UB [3]。

C99 ISO/IEC 9899 的相关引用

[1] 根据 C99 6.3.1.1:2 升级为 int:

If an int can represent all values of the original type, the value is converted to an int; otherwise, it is converted to an unsigned int. These are called the integer promotions. All other types are unchanged by the integer promotions.

[2] 格式说明符 "%c" 需要一个 int 参数，C99 7.19.6.1:8 c:

If no l length modifier is present, the int argument is converted to an unsigned char, and the resulting character is written.

[3] 在 fprintf() (3) 中使用错误的类型，包括错误的符号，会导致根据 C99 7.19.6.1:9 的 UB:

... If any argument is not the correct type for the corresponding conversion specification, the behavior is undefined.

对于 va_arg 宏，给出了具有不同符号的相同类型的异常(exception)情况，但对于 printf() 则没有，并且不要求 printf() 使用 va_arg (4)。

脚注: (用 (n) 标记)

1. 这意味着 INT_MAX==SCHAR_MAX，因为 char 没有填充。

2. 另请参阅此问题:Is unsigned char always promoted to int?

3. 相同的规则适用于 printf()，请参阅 C99 7.19.6.3:2

4. 另请参阅此问题:Does printf("%x",1) invoke undefined behavior?

Answer 1

程序可以有或没有未定义的行为取决于实现的特征。

例如，执行的程序

int x = 32767;
x++;

(并且在其他方​​面已明确定义)在 INT_MAX > 32767 的实现上具有明确定义的行为，否则具有未定义的行为。

您的程序:

#include <stdio.h>

int main(void)
{
  char a='A';
  printf("%c\n",a);
  return 0;
}

对于 INT_MAX >= CHAR_MAX 的任何托管实现都有明确定义的行为。在任何此类实现中， 'A' 的值晋升为int ，这就是%c预计。

如果INT_MAX < CHAR_MAX (这意味着 char 是无符号的，并且 CHAR_BIT >= 16 )， a 的值晋升为unsigned int 。 N1570 7.21.6.1p9:

If any argument is not the correct type for the corresponding conversion specification, the behavior is undefined.

暗示这有未定义的行为。

实际上，(a) 这样的实现很少见，可能不存在(我听说过的 CHAR_BIT > 8 的唯一现有 C 实现是针对 DSPs 的，并且这样的实现很可能是独立的)，并且 (b)任何此类实现都可能被设计为优雅地处理此类情况。