# 2018q3 Homework4 (assessment)
contributed by <`AlecJY`>

## [第 4 週測驗題(中)](https://hackmd.io/s/Syl6me49Q)

## [第 4 週測驗題(下)](https://hackmd.io/s/By7Lwz4qm)
### `ptr.c`

int main() {
    int *ptr = 0;
    return *ptr;
}

這段程式碼在執行時期會產生 segmentation fault 。 這段程式碼在第二行定義了一個 int 指標 `ptr` 並且賦值為 0 ，在第三行回傳 `*ptr` ，也就是將位址為 0 的指標 dereference 後回傳，由於位址 0 是一個無效的位址，所以會產生 segmentation fault。

### `ptr1.c`

int main() { return *((int *) 0); }

這段程式碼在執行時期會產生 segmentation fault 。 這邊對記憶體位址為 0 的指標做 dereference 。 由於位址 0 是一個無效的位址，所以會產生 segmentation fault。

### `ptr2.c`

int main() { return &*((int *) 0); }

這段程式碼跟上一段程式碼比起來只差在多了一個 `&` ，翻閱 C99 規格第 79 頁的註腳中有一段描述是

> &*E is equivalent to E (even if E is a null pointer)

所以這段程式碼只是單純的回傳 0 而已，可以正常的執行

另外如果使用 GCC 編譯的時候會產生如下的錯誤訊息

warning: return makes integer from pointer without a cast

因為 `main` 要求回傳 `int` ，實際上回傳的是 `int *` ，所以如果在前面再加一個 `(int)` 強制轉型為 `int` 就可以消除這個警告

## `ptr3.c`

#include <stddef.h>
int main() { return &*NULL; }

這段程式碼跟前一段的差別在於 `((int *) 0)` 改成了 NULL ，根據 C99 規格章節 7.17 第 254 頁

> **NULL**
> which expands to an implementation-defined null pointer constant

再根據章節 6.3.2.3 第 47 頁對於 null pointer 的描述

> An integer constant expression with the value 0, or such an expression cast to type void *, is called a null pointer constant.

所以這段程式碼一樣是回傳 0 ，執行上不會有問題。

### `ptr4.c`

#include <stddef.h>
int main() {
    return &*(*main -  (ptrdiff_t) **main);
}

參考 [你所不知道的C語言：指標篇](https://hackmd.io/s/HyBPr9WGl) 裡面的解釋
> 程式碼 (********puts) 可看作 (*(*(*(*(*(*(*(*puts))))))))，最裡面的括號 (*puts) 由 [ 6.5.3.2-4 ] 可知它是一個 function designator。再根據 [ 6.3.2.1 ]，它最後會被轉為 pointer to function returning type。往外延伸一個括號 (*(*puts)) 由於最裡面的括號是一個 function designator，再多一個 * operator 它還是一個 function designator，最後也會被轉為 pointer to function returning type，依此類推最後 (********puts) 仍會是一個 function designator。

`**main` 是一個 function designator ，之後將他強制轉型成 `ptrdiff_t` ，這是一個代表指標和指標相減後得到的值的型別，將 `*main` 這個 function designator 和 `(ptrdiff_t) **main` 相減後會得到 0 ，所以問題就化簡為跟 `ptr2.c` 差不多的問題， `&*` 可以消去，因此實際上回傳的值是 0 ，執行上不會有問題。