printf 參數類型不匹配陷阱：浮點數傳入 %ld 的未定義行為演示

陷阱代碼

float n1 = 3.0;
double n2 = 3.0;
long n3 = 2000000000;
long n4 = 1234567890;
long n5 = 250;
long n6 = 213;

printf("%ld %ld %ld %ld %ld %ld\n", n1, n2, n3, n4, n5, n6);

現象分析

1. 默認參數提升：float 以 double 傳遞（佔 2 個 32 位棧槽 / 1 個 64 位寄存器）。
2. 格式字符串欺騙：%ld 告訴 printf「下一個參數是 long（整數）」。
3. 棧/寄存器解讀錯誤：
   • x86-64 (System V AMD64 ABI)：前 6 個整數/指針參數通過 RDI, RSI, RDX, RCX, R8, R9 傳遞；浮點參數通過 XMM0~XMM7。printf 讀整數寄存器，但浮點值在 XMM 寄存器 → 讀到垃圾值。
   • i386 (cdecl)：所有參數壓棧。float 壓 8 字節 (double)，%ld 讀 4 字節 → 讀到 double 低 4 字節（通常為 0），棧指針錯位導致後續參數全部錯位。
4. 結果：n5、n6 輸出不可預測（垃圾值、錯位值），屬於未定義行為 (UB)。

正確做法

編譯器保護

• GCC/Clang -Wformat -Wformat-security（-Wall 含之）會報警：format '%ld' expects argument of type 'long int', but argument 1 has type 'double'。
• 務必開啟警告並視為錯誤 (-Werror=format)，編譯期攔截此類 Bug。

變參函數類型安全本質

printf 運行時無法感知實際參數類型，完全依賴格式字符串。調用者必須保證格式與實參類型一一對應。C 語言不提供運行時類型檢查，這就是「不安全」的根源。