深入理解 printf 函数中的参数处理顺序

在阅读文章前，请先思考下面的代码执行结果是什么：

#include <stdio.h>
int main(){
  struct{
    int x; int y;
  }s[2] = {{2, 0}, {1, 3}}, *p = s;
  printf("%d, %d", ++p->x, (++p)->x);
  return 0;
}

如果你的答案为 3, 1 ，那你就大错特错了。

实际上，这道题的答案为 2, 1 ，那么这是为什么呢？

printf函数在处理参数的时候是从右向左处理的，其参数从右向左依次压入栈中，存放在栈中从高到低的地址里面，然后再格式化输出，输出时从低地址到高地址输出。即整个操作可以看做两部分：数据的处理（压栈）和格式化的输出（出栈）。

因此函数会先处理 (++p)->x ，因此第二个 %d 对应着 1 。然后再处理 ++p->x ，根据运算符优先级（ -> 优先于 ++ ，因此 ++p->x 相当于 ++(p->x) ）知第一个 %d 对应着 2 。

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后来我发现事情又没有那么简单，请看下面的代码：

#include <stdio.h>

int main(){
  int i=1;
  printf("%d %d %d %d", i, i++, ++i, i);
  return 0;
}

按照我们上述理论，总是从右向左解析，那么预期输出应为：

3 2 2 1

然而事实上这段代码跑下来实际结果为：

3 2 3 3

压栈顺序仍然是从右向左的，只是在底层 i++ 和 ++i 的实现原理不一样。对于 i++ 的结果，是由ebp寻址函数栈空间来记录中间结果的，在最后给printf压栈的时候，再从栈中把中间结果取出来。而对于 ++i 的结果，则直接压寄存器变量，寄存器经过了所有的自增操作。 —— Go to Dessembly

这段代码的实际处理操作为：

1. 压 i 的地址入栈；
2. i=i+1 ，压 i 的地址入栈；
3. 压 i 的值入栈， i=i+1 ；
4. 压 i 的地址入栈；
5. 出栈，为 i 的地址，解析为 3 ；
6. 出栈，为 2 ；
7. 出栈，为 i 的地址，解析为 3 ；
8. 出栈，为 i 的地址，解析为 3 。

因此结果为 3 2 3 3 。

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参考文献

张春玲．可变参数函数printf调用过程的分析[J]．电子制作,2014,000(002):058-058

注：文中所指的printf函数位于C语言标准库stdio.h中。结果均使用MinGW编译器验证，不同编译器结果可能不同。