你真的会 C 语言吗

身为一名程序员，或多或少都会了解一点 C 语言，我现在还清楚地记得，大一刚接触 C 语言时被它所支配的恐惧。C 语言无比强大，被称为「高级汇编语言」足以见得它的威力，也可以看出它经常与计算机底层打交道；它的指针部分更为精彩（也是最难的部分），那么我们就跳过它最难的部分，检查一下你对 C 语言掌握的程度。

下面是一个函数 sum_elements( )，它的作用是对给定的数组中所有元素求和并返回其值，按照代码中给定的值去执行，你认为会得到什么结果呢？

#include<stdio.h>


float sum_elements(float a[], unsigned length) {
    int i;
    float result;

    result = 0;
    for (i = 0; i <= length - 1; i++)
        result += a[i];

    return result;
}

void main()
{
    float a[1] = { 0.1 };
    float sum;

    sum = sum_elements(a, 0);
    printf("%f\n", sum);
}

当我们让 length = 0 时，想要得到的结果是 0.000000，但是运行时你会发现该程序会报出内存访问异常错误。你知道是什么原因出现这个错误吗？这就是检验你功底是否扎实的时候了，先仔细看看代码，好好想一想再继续往下看。

... ...

怎么样，知道是什么原因导致这段代码出现了我们预料之外的错误了吗？这里的 bug 是无符号整数(unsigned)导致的。

在 C 语言中，无符号整数是 4 个字节，1 个字节为 8 位，十进制数 0 用二进制表示为 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000，计算机做减法是通过补码进行，补码为源码除符号位外各位取反再加一。-1 的补码为 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111，计算 length - 1 （0 - 1） 就是求 length 与 -1 的补码之和，得到的结果为 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111，因为之前定义形参的时候将 length 定义为无符号整数，所以 C 语言将计算结果按照无符号整数解释，得到的十进制数字为 4294967295（2^32 - 1）而不是我们想要的 -1，循环时 i 初值被赋为 0 ，一直小于这个数，所以循环会不断地进行，代码将试图访问数组 a 的非法元素，导致内存访问异常。

这个程序表面上一切正常，很符合正常人思路，数组下标不能为负数，因此形参 length 用无符号整数表示；停止条件 i <= length - 1 看上去也十分自然。但是将这两个条件组合在一起，意料之外的事情就发生了。C 语言确实很强大，但是如果我们的计算机基础知识不扎实，很可能出现各种奇奇怪怪的 bug。原来我一直觉得学那些枯燥无味的计算机基础知识没用，但是越往前走越发觉计算机基础知识很重要。书到用时方恨少，出了 bug 找不到。

现在这个 bug 的原因已经找到了，如何修改这个 bug 使得该程序能够顺利执行呢？有想法的小伙伴可以在文章下方留言区告诉我你的想法哦。