¿Por qué este programa produce una salida extraña cuando la variable no está inicializada?

int main() {
    int j = 0;
    int i = 0;
    for (j = 0; j < 5; j++) {
        printf("Iteration %d :  %d ", j + 1, i);
        int i;
        printf("%d", i);
        i = 5;
        printf("\n");
    }
}

El código anterior genera el siguiente resultado:

Iteration 1 :  0 0
Iteration 2 :  0 5
Iteration 3 :  0 5
Iteration 4 :  0 5
Iteration 5 :  0 5

No soy capaz de entender por qué el segundo printf el valor en las iteraciones 2,3,4,5 es 5.

Mi comprensión de por qué el primer valor es 0 en cada iteración es que el alcance de i en el for loop es local y se destruye tan pronto como entramos en una nueva iteración como i fue declarado en el for círculo.

Pero no puedo entender por qué este valor se convierte en 5 en el segundo printf.

El comportamiento de su programa es indefinido.

El ámbito interior i no es inicializado en el momento en que se lee.

(Qué puede que estar pasando es que el reintroducido i en iteraciones posteriores ocupa la misma memoria que la encarnación anterior del interior iy la memoria no inicializada en la primera iteración corresponde a 0. Pero no confía en eso. En otras ocasiones, el compilador podría comerse a tu gato).

El segundo printf en su programa está imprimiendo un valor basura de una variable local no inicializada i. En general, el comportamiento es indefinido.

Por accidente, la ubicación de almacenamiento que representa su i (celda de memoria o registro de CPU) es el mismo en cada iteración del ciclo. Por otro accidente, el cuerpo de su ciclo se ejecuta como una declaración compuesta única para cada iteración (en lugar de desenrollar el ciclo y ejecutar todas las iteraciones al mismo tiempo de manera intercalada). Por otro accidente, la ubicación de almacenamiento de i mantiene su antiguo valor de la iteración anterior. Entonces, la basura que está imprimiendo coincide con el último valor almacenado de esa ubicación en la iteración anterior del ciclo.

por eso ves 5 en local i en cada iteración además de la primera. En la primera iteración, ese valor de basura resultó ser 0.

Creo que esto es lo que está pasando:

Breakpoint 1, main () at abc.c:4
4       int j = 0;
(gdb) s
5       int i = 0;
(gdb)
6       for(j=0;j<5;j++){
(gdb) p &i
$23 = (int *) 0x7fff5fbffc04           //(1) (addr = 0x7fff5fbffc04) i = 0
(gdb) p i
$24 = 0                                              // (2) i == 0
(gdb) s
7           printf("Iteration %d :  %d ",j+1,i);
(gdb) p &i
$25 = (int *) 0x7fff5fbffc00            //(3) here compiler finds there is contention in variable 'i' and assigns the inner one which is in present scope. Now, when subroutines are called, the stack frame is populated with (arguments, return address and local variables) and this is when the inner 'i' was also got allocated in this inner loop block but not initialized yet and this is the reason i get garbage value in the first integration output.

(gdb) p i
$26 = 1606417440                          // (4)  Here i == 1606417440 (Garbage)
(gdb) s
9           printf("%d",i);
(gdb) s
10          i = 5;
(gdb) p &i
$27 = (int *) 0x7fff5fbffc00
(gdb) p i
$28 = 1606417440
(gdb) s
11          printf("\n");
(gdb) p &i
$29 = (int *) 0x7fff5fbffc00
(gdb) p i                                                //(5) after executing previous statement, now i == 5
$30 = 5
(gdb) 

Si declara una variable local y no le da un valor antes de usarla, si obtiene un comportamiento indefinido.

C estándar decir,

Las variables con duración de almacenamiento automático se inicializan cada vez que se ejecuta su declaración-sentencia. Las variables con duración de almacenamiento automático declaradas en el bloque se destruyen al salir del bloque.