为什么我的变量在Debug模式下被初始化，而在Release模式下却没有被初始化？

Question

我有一个使用VC++ dot net 3构建的Windows表单应用程序。

有一个整数变量x。

当我以调试模式运行应用程序时，x的值为0；但是当我在没有调试的情况下运行应用程序时，x的值会变得非常大，达到113901996。

该变量已初始化为int x = 0。

为什么会这样？我需要检查哪些设置吗？

- xaria

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请简单地发布一些代码，一切可能会变得清晰明了。 - Kieren Johnstone

可以更新一下吗？你尝试将变量输出到 cout 并得到相同的结果了吗？我在回答中付出了一些努力，希望能得到一些反馈。 - Luchian Grigore

实际上，如果您从方法返回变量，则它确实存在。尽管有所争论，但我的答案是正确的——您没有正确初始化。这与优化无关。这可以总结为“返回的变量未初始化”。这意味着这是一个初始化问题，而不是优化问题。该变量确实存在并已分配。 - Kieren Johnstone

除非您发布一些汇编代码，否则您无法确定这一点。 您不是编译器。 您只是根据直觉假设它执行任何操作。 “如果您从方法返回变量，则该变量确实存在”-真的吗？ 您能提供标准提取以支持此说法吗？ 变量可以像我在答案中证明的那样被优化掉（请注意，由二进制代码证明）。 仅因为您在代码中写下它并不意味着它必须存在于二进制文件中。 - Luchian Grigore

你可以在你的回答中证明1+1=2，但就像你的优化想法一样，这并不相关。关键是：如果你从一个函数返回一个变量，那么它必须存在。事实上，它有一个看似随机的大值，这证明了它的存在 - 如果这个变量不存在且未初始化，那么这个值从哪里来？显然它确实存在，而且未初始化。作为一个局部变量，它将获得堆栈上该部分的任何值。根据你的理论，113901996是从哪里来的？ - Kieren Johnstone

Answer 1

编辑：根据您提供的新信息，您忘记初始化变量，这种行为是可以预料的。您正在读取垃圾内存。

现在，即使您初始化了变量，只要不以影响程序的可观察行为的方式使用它，仍然可以复制此行为。这就是我最初的答案所处理的内容 - 我会将其留在这里供以后参考。

您实际上是否在使用 x？如果您只是初始化它，优化器很可能会排除整个过程。

如果它没有影响程序的可观察行为，优化器可以自由地从二进制文件中剪切任何内容。

监视器也可能欺骗您，在发布模式下我见过这种情况。

您能发布一些最小化的代码来复制问题吗？

如果您通过一些输出进行测试，例如：

cout << x;

我确定你会发现x是0。

编辑：

为了澄清事情：

int main()
{
   int x = 0;
   x = 3;
   return 0;
}

在发布模式下（启用完整优化），将翻译为：

00401000  xor         eax,eax 
00401002  ret  

这个变量不仅没有被赋值，它甚至不存在；与调试版本相反：

00411370  push        ebp  
00411371  mov         ebp,esp 
00411373  sub         esp,0CCh 
00411379  push        ebx  
0041137A  push        esi  
0041137B  push        edi  
0041137C  lea         edi,[ebp-0CCh] 
00411382  mov         ecx,33h 
00411387  mov         eax,0CCCCCCCCh 
0041138C  rep stos    dword ptr es:[edi] 
0041138E  mov         dword ptr [x],0 
00411395  mov         dword ptr [x],3 
0041139C  xor         eax,eax 

这段代码中创建了一个变量x并且赋值两次（参见 mov dword ptr [x],0 和 mov dword ptr [x],3 ）。

如果变量x修改了可观察的输出，即：

int main()
{
   int x = 0;
   x = 3;
   cout << x;
   return 0;
}

生成的二进制文件将如下所示：

00401000  mov         ecx,dword ptr [__imp_std::cout (40203Ch)] 
00401006  push        3    
00401008  call        dword ptr [__imp_std::basic_ostream<char,std::char_traits<char> 
0040100E  xor         eax,eax 

可以看出，即使如此，x 实际上并没有生成，而是将值 3 放在堆栈上直接打印。

但在这种情况下观察到的行为是相同的，因为打印的是值 3。对于用户来说，变量 x 的值应为 3 是否被打印或直接打印 3 都是无关紧要的。

关键是：如果程序的行为没有被某些语句改变，则可以将它们排除在外。在您的情况下，甚至都没有创建变量 x。

- Luchian Grigore

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我对这个答案有点困惑，难道不是变量在发布模式下没有初始化默认值，只有在调试模式下才有吗？其他优化讨论几乎无关紧要。 - Kieren Johnstone

@Cody - 这个答案是错误的，根据 OP 的说法，现在他初始化了变量，它按预期工作。他指的是并返回变量，这意味着它不能被优化掉，它将始终存在。Luchian，也许我可以得到一个道歉，因为你一再攻击我？ - Kieren Johnstone

Luchian，你是对的 - “如果它不影响程序的观察行为”。很明显，一个返回113901996的函数并不是预期的结果，因此这样的优化会导致这种情况。这显然是由未初始化的内存引起的，正如OP本人所说！当他们初始化它时，它开始工作了 - 这怎么能更清楚呢？ - Kieren Johnstone

最后，你的回答以“你实际上在使用x吗？”开头。结果，他们确实在使用它。它是一个在函数中返回的局部变量。优化并不意味着变量可能会得到值113901996，但初始化是必须的。 - Kieren Johnstone

如果通过初始化变量来解决问题（确实是这样），那么问题就在于它未被初始化并且取了一个看似随机的值。没有比这更明显的了。根据OP所说，我投了反对票，因为完全是误导性的。这里绝对没有任何与优化有关的事情发生。 - Kieren Johnstone

Answer 2

在发布模式下，变量不会被初始化为它们的默认值，即0（如果您没有指定初始值）。

这是一种强制用户初始化所有变量的方法。在C++中，你真的应该这样做。其他语言如C#会为你默认设置为0/其他默认值，但在C++中，由你决定。

我认为你的问题在于初始化。你说你正在分配一个初始值为0，但当你测量时，你得到了11301996。要么你没有按照你的期望进行初始化（我的最佳猜测），要么你的输出/测试程序存在问题。发帖你的代码，我很乐意提供进一步的帮助。

（编辑：确实，通过初始化你的变量，问题得到了解决。这并不意味着变量被“优化掉”了，显然不是这样——优化器永远不会优化代码以返回大的、随机的值，而期望的是零。）

- Kieren Johnstone

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我没有在参考标准，我说的是Visual Studio编译器。快速谷歌一下可以发现很多人说同样的话，“在发布模式下，局部变量不会被初始化为0”。我可能错过了xaria手动设置为0的部分，但同样的，如果不使用变量和调试，你认为他们如何读取该值呢？ - Kieren Johnstone

那么，如果他们没有使用变量，又没有调试器的情况下，你认为他们是如何读取X的值的？ - Kieren Johnstone

我是说，你认为他们如何在不使用调试器的情况下看到价值“113901996”（症状）？这正是OP所问的情况-当他们不使用调试器时，他们看到了那个值。这与变量未被使用/引用如何相符？ - Kieren Johnstone

你已经和自己继续讨论了一段时间。这里是原帖作者说他们没有使用调试器的地方：“但是当我在不使用调试器的情况下运行应用程序时，值非常大113901996。”。再见。 - Kieren Johnstone

谢谢Luchian，你的回答帮了很多忙。 - xaria