C语言中%u与%d格式说明符的区别及地址打印差异问题

#include<stdio.h>

int main(){
    int a = 3;
    printf("%u\n",&a);
    printf("%d\n",&a);
    return 0;
}

两个格式符的解析规则完全不同，对应的数据类型也不一样：

• %d：将传入参数按有符号int类型解析为十进制整数，遵循二进制补码规则，最高位为符号位，取值范围包含负数。
• %u：将传入参数按无符号unsigned int类型解析为十进制整数，所有二进制位都用于表示数值，不存在符号位，取值范围从0开始，没有负数。

首先需要明确：用%d或%u打印内存地址本身就属于C标准定义的未定义行为，二者从设计上就不是用来处理指针类型参数的，输出异常是必然结果。具体数值差异的来源有两个：

1. 解析规则差异
   内存地址是无符号的整数值，如果地址值被截断为int长度后，最高二进制位为1：用%d解析时会把最高位识别为符号位，最终输出一个负整数；用%u解析时最高位会被当作普通数值位，最终输出一个值很大的正整数。二者是同一段二进制数据按不同规则翻译得到的结果，和地址本身是否变化没有关系。
   举个实际例子：如果截断后的地址二进制对应32位十六进制值0xBFFFF123：
   • 按%d（有符号int）解析得到十进制值-1073745629
   • 按%u（无符号int）解析得到十进制值3221221667
2. 长度不匹配导致截断
   目前主流64位环境下，指针类型长度为8字节，而int类型长度固定为4字节。用%d/%u打印指针时，printf只会从栈上读取4字节的内容，直接把高4位的地址数据截断，最终输出的值本身就不是完整的内存地址，结果自然不可靠。

打印内存地址的标准写法是使用%p格式符，同时将指针强转为void*类型，示例：

printf("%p\n", (void*)&a);

内容的提问来源于stack exchange，提问作者RACHIT MITTAL