主页 / coding / 问题 / 77975537
Accepted
H.S.
Asked: 2024-02-11 12:00:44 +0800 CST

这个语句 `arr[i++] += x;` 是否表现出未定义的行为？

  • 772

这是未定义的行为吗？

arr[i++] += x;       //   [1]

// arr is an array of integer type and x is an integer type variable
// Assumptions - 
// 1. Value of i is a valid index value of array arr and 
//    the result of prefix/postfix increment/decrement of i
//    is also a valid index value of array arr.
// 2. The value of array members and variable x is such that 
//    arithmetic operation (+) does not result in overflow.

gcc并且clang编译器不会在语句上给出任何警告消息[1]，但如果我[1]用此语句替换 -

arr[i++] = arr[i++] + x;     //  [2]

他们对这个声明发出了一个警告信息，这是非常明显的——

gcc编译器：

warning: operation on ‘i’ may be undefined [-Wsequence-point]
  arr[i++] = arr[i++] + x;

clang编译器：

warning: multiple unsequenced modifications to 'i' [-Wunsequenced]
        arr[i++] = arr[i++] + x;
c

2 个回答

  1. 乍一看，该语句似乎表现出未定义的行为，但事实并非如此。

    来自 c17#6.5.16.2 $4 [已添加强调]

    3 E1 op= E2 形式的复合赋值等效于简单赋值表达式 E1 = E1 op (E2)，不同之处在于左值 E1 仅计算一次，并且对于不确定顺序的函数调用，操作复合作业是单一评估。如果 E1 具有原子类型，则复合赋值是具有 memory_order_seq_cst 内存顺序语义的读-修改-写操作。115)

    另请检查下面的参考文献1)。

    在此语句中，左值arr[i++]将仅计算一次

    arr[i++] += x;

    它将被视为

    arr[i] = arr[i] + x;
i++;

    类似地，如果使用前缀增量，则语句

    arr[++i] += x;

    将被视为

    ++i;
arr[i] = arr[i] + x;

    因此，对 的值的修改i并不是无序地对 的值进行不同的修改i，或者使用 的值i进行计算arr[i]。[参考1) ]

    因此，该语句arr[i++] += x; 不会表现出未定义的行为。
    [如果在语句中使用前缀/后缀递减，则同样保留arr[i++] += x;。]

    鉴于，在声明中[2]——

    arr[i++] = arr[i++] + x;

    LHS 和 RHS 的评估i++是无序的：它们可以按任何顺序执行（在单个执行线程内，编译器可以交错包含 LHS 和 RHSi++评估的 CPU 指令）。如果标量对象上的副作用相对于同一标量对象上的另一个副作用是无序的，则该行为是未定义的，因此编译器会发出警告。

    请注意，以下语句也表现出未定义的行为

    arr[i++] += arr[i];
arr[i] += arr[i++];
arr[i] += i++;
arr[++i] += i;
arr[i++] = i;

    出于与上述相同的原因。

    1）。参考：

    c17#6.5 $2

    2 如果标量对象上的副作用相对于同一标量对象上的不同副作用或使用同一标量对象的值的值计算是无序的，则该行为是未定义的。如果表达式的子表达式有多个允许的排序，则如果在任何排序中发生此类未排序的副作用，则行为是未定义的。95)

    c17#6.5.16 $3

    3 赋值运算符将值存储在左操作数指定的对象中。赋值表达式具有赋值后左操作数的值，125)，但不是左值。赋值表达式的类型是左操作数在左值转换后将具有的类型。更新左操作数的存储值的副作用在左操作数和右操作数的值计算之后排序。操作数的计算是无序的。

    • 4
  2. Best Answer
    arr[i++] += x;

    是明确定义的；序列点之间不会多次修改对象。它实际上相当于

    tmp <- i
arr[tmp] <- arr[tmp] + x;
i <- i + 1

    需要注意的是，最后两次更新可以按任何顺序发生，甚至可以同时发生。

    相比之下，

    arr[i++] = arr[i++] + x;

    导致未定义的行为，因为i在序列点之间修改了多次。甚至

    arr[i++] = arr[i] + x;

    和

    arr[i] = arr[i++] + x;

    导致未定义的行为，因为i两者都被更新并用于序列点之间的值计算。

    算术表达式不保证从左到右计算，也不保证副作用在计算后立即应用；上述表达式可以产生多个结果，并且就语言定义而言，所有这些不同的结果都同样正确。

    要呈现这些明确定义的内容，请将 的更新i与 的更新分开arr[i]：

    arr[i] = arr[i] + x;
i++; // or ++i, same result in this context.

    或者，只需使用

    arr[i++] += x;
    • 1

相关问题