一段关于fork的小程序的启示

曾经碰到过这样一个问题：

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

int main()
{
for(int i = 0; i < 3; i ++)
{
int pid = fork();
if(pid == 0)
{
printf("child process\n");
}
else
{
printf("father process\n");
}
}
return 0;
}
请问输出结果是什么？

初看，想当然认为结果是3对child-father，只是顺序不确定，而且按照Unix环境高级编程中的说法，极端的情况下可能还会出现两个输出的内容相互夹杂的情况。

但是，在Unix测试了一下发现输出竟然有7对child-father。为什么会这样呢？看了半天程序终于明白了这个简单的问题。其实，这个问题在懂汇编的人看来是再清楚不过了，问题就出在这个for循环。
1.i=0时，父进程进入for循环，此时由于fork的作用，产生父子两个进程(分别记为F0/S0)，分别输出father和child，然后，二者分别执行后续的代码，那后续的代码是什么呢?return 0?当然不是，由于for循环的存在，后续的代码是add指令和一条jump指令，因此，父子进程都将进入i=1的情况；
2.i=1时，父进程继续分成父子两个进程(分别记为F1/S1)，而i=0时fork出的子进程也将分成两个进程(分别记为FS01/SS01)，然后所有这些进程进入i=2；
3.....过程于上面类似，已经不用多说了，相信一切都已经明了了，依照上面的标记方法，i=2时将产生F2/S2,FS12/SS12,FFS012/SFS012,FSS012/SSS012.
因此，最终的结果是输出7对child/father。其对应的数学公式为：
1 + 2 + 4 + ... + 2^(n - 1) = 2^n - 1

不过话说回来，这种在for循环中使用fork的作法实在不值得推荐，研究研究尚可，实际应用恐怕会引来很多麻烦，需小心谨慎才是。

另外原来有个同学问过我一个类似的问题:在一段程序中先后两次用fork()方法,本意是想创建两个子进程,然后两个子进程分别输出PID,最后父进程输出字符串.
但是运行结果却输出了两次父进程信息,原因就是第一次创建了子进程后,第二次调用fork()函数时刚才创建的子进程这时也变成父进程,即原来的父子进程分别创建子进程,所以最后输出两次父进程信息.其实用二叉树的方式来看更直观,有兴趣你也可以自己试试.