初始化后的内存地址相同

Question

我正在努力创建没有rand（）的随机数字（只是因为我喜欢尝试的东西）。使用在线编译器，这很好用：

#include <iostream>

int randNum()
{
    unsigned int x;
    size_t y = reinterpret_cast<size_t>(&x);
    return ((y >> 16) & 0x0000FFFF);
}

int main()
{
    unsigned int x = randNum();
    std::cout << x;
    return 0;
}

在我的计算机上本地编译，但不是那么多。每次编译并运行它时，它都会将x分配给相同的内存地址。

我能理解为什么在线编译器每次都会给我一个新的内存地址，但为什么不在我的本地机器上呢？

Answer 1

首先你需要一点背景知识。每个程序都从操作系统中获取虚假的RAM地址。它被称为虚拟地址空间，它允许进程表现得像拥有整个内存一样。该过程不必担心与其他正在运行的进程冲突。当它尝试访问内存位置时，操作系统会将虚拟地址转换为真实的“物理”地址。如果您对此感兴趣，则应查找页表。

一个进程有3个主要的内存区域。堆栈，堆和文本。堆栈保留了函数堆栈以及这些函数中定义的局部变量，例如unsigned int x。

你的randNum只是返回堆栈底部的当前位置。 （顺便说一句，这是一种安全风险）。通过简单的测试，randNum将始终返回相同的结果，因为x的地址基于堆栈。

好的，你可能想知道为什么堆栈基地总是在同一个地方开始。尽管它有一点摆动空间，但堆栈始终位于地址空间的顶部（高数字）端，例如0xBFFF0000，并且它向下“增长”，朝向低数字。当您进行右移（y >> 16）时，您实际上正在查看地址中变化最小的部分，这恰好是页面索引，可以由生活在其上的数百个变量共享的部分。同一页。

可能影响堆栈基础位置的事情：

• 地址空间布局随机化（ASLR），一种黑客攻击对策。每次启动流程时都不一定要重新随机化。
• 环境变量，可以来自流程外部。不一定会经常改变并依赖于机器。
• CPU，OS，编译器......
• 更多？？？

我敢打赌，在线编译器发生的事情就是每次你在不同的机器上进行编译时。每次运行时，它都在不同的机器上运行。很多人同时访问服务器，也许它对环境变量有影响？而当你在本地机器上运行时，事情相对平静。

所以我想说这是一个好主意，即使它不起作用，我希望你学到了一些有趣的东西。

Answer 2

我能理解为什么在线编译器每次都会给我一个新的内存地址，但为什么不在我的本地机器上呢？

简短回答：因为标准中没有任何内容可以保证内存地址每次都相同或不同。这取决于您运行程序的位置（平台，操作系统），编译方式以及其他一千多个因素。

不要在代码中依赖这样的东西。最重要的是，如果您需要为实际项目生成随机数，请使用<random>或PCG。