#include <stdio.h>

int main(void)
{
   int i = 0;
   i = i++ + ++i;
   printf("%d\n", i); // 3

   i = 1;
   i = (i++);
   printf("%d\n", i); // 2 Should be 1, no ?

   volatile int u = 0;
   u = u++ + ++u;
   printf("%d\n", u); // 1

   u = 1;
   u = (u++);
   printf("%d\n", u); // 2 Should also be one, no ?

   register int v = 0;
   v = v++ + ++v;
   printf("%d\n", v); // 3 (Should be the same as u ?)

   int w = 0;
   printf("%d %d\n", ++w, w); // shouldn't this print 1 1

   int x[2] = { 5, 8 }, y = 0;
   x[y] = y ++;
   printf("%d %d\n", x[0], x[1]); // shouldn't this print 0 8? or 5 0?
}

当前回答

只要编译和反汇编你的代码行,如果你如此倾向于知道它是如何得到你所得到的。

这是我从我的机器上得到的,以及我认为正在发生的事情:

$ cat evil.c
void evil(){
  int i = 0;
  i+= i++ + ++i;
}
$ gcc evil.c -c -o evil.bin
$ gdb evil.bin
(gdb) disassemble evil
Dump of assembler code for function evil:
   0x00000000 <+0>:   push   %ebp
   0x00000001 <+1>:   mov    %esp,%ebp
   0x00000003 <+3>:   sub    $0x10,%esp
   0x00000006 <+6>:   movl   $0x0,-0x4(%ebp)  // i = 0   i = 0
   0x0000000d <+13>:  addl   $0x1,-0x4(%ebp)  // i++     i = 1
   0x00000011 <+17>:  mov    -0x4(%ebp),%eax  // j = i   i = 1  j = 1
   0x00000014 <+20>:  add    %eax,%eax        // j += j  i = 1  j = 2
   0x00000016 <+22>:  add    %eax,-0x4(%ebp)  // i += j  i = 3
   0x00000019 <+25>:  addl   $0x1,-0x4(%ebp)  // i++     i = 4
   0x0000001d <+29>:  leave  
   0x0000001e <+30>:  ret
End of assembler dump.

(我…假设0x00000014指令是某种编译器优化?)

其他回答

我认为C99标准的相关部分是6.5表达式,§2

在前一个序列点和下一个序列点之间,一个对象应该有它的存储值 由表达式求值最多修改一次。此外,先验值 应该是只读的,以确定要存储的值。

和6.5.16赋值操作符,§4:

操作数的求值顺序未指定。如果试图修改 赋值运算符的结果或在下一个序列点之后访问它的结果 行为是未定义的。

C有未定义行为的概念,也就是说,一些语言结构在语法上是有效的,但你不能预测代码运行时的行为。

据我所知,该标准并没有明确说明为什么存在未定义行为的概念。在我看来,这只是因为语言设计者想在语义上有一些余地,而不是要求所有实现以完全相同的方式处理整数溢出,这很可能会带来严重的性能损失,他们只是让行为未定义,所以如果你编写的代码导致整数溢出,任何事情都可能发生。

那么,考虑到这一点,为什么这些是“问题”呢?语言清楚地表明,某些事情会导致未定义的行为。没有什么问题,没有什么“应该”牵涉其中。如果当其中一个涉及的变量被声明为volatile时,未定义的行为发生了变化,这并不能证明或改变任何东西。它是没有定义的;你不能对这种行为进行推理。

你最有趣的例子就是

u = (u++);

是教科书上未定义行为的例子(见维基百科关于序列点的条目)。

C标准规定,一个变量最多只能在两个序列点之间赋值一次。例如,分号是一个序列点。 所以每个形式的表述

i = i++;
i = i++ + ++i;

等等都违反了这个规则。该标准还说行为是未定义的,而不是未指定的。一些编译器确实检测这些并产生一些结果,但这不是每个标准。

但是,两个不同的变量可以在两个序列点之间递增。

while(*src++ = *dst++);

以上是在复制/分析字符串时常见的编码实践。

回答这个问题的另一种方法是,不要陷入序列点和未定义行为的神秘细节中,而是简单地问,它们应该是什么意思?程序员试图做什么?

第一个片段,i = i++ + ++i,在我的书中很明显是疯狂的。没有人会把它写进真正的程序中,它的功能并不明显,没有人会尝试编写的算法会导致这种特殊的人为操作序列。因为你我都不清楚它应该做什么,所以在我的书中,如果编译器不能弄清楚它应该做什么也没关系。

第二个片段i = i++比较容易理解。很明显,有人试图增加i,并将结果赋值回给i。但是在c中有几种方法可以做到这一点。将1加到i,并将结果赋值回给i,这在几乎任何编程语言中都是相同的:

i = i + 1

当然,C有一个方便的快捷方式:

i++

这意味着,“将1加到i,并将结果赋给i”。所以如果我们通过写作来构造一个两者的大杂烩

i = i++

我们真正说的是“给i加1,然后把结果赋给i,再把结果赋给i”我们感到困惑,所以如果编译器也感到困惑,也不会太困扰我。

实际上,只有当人们将这些疯狂的表达式用作c++应该如何工作的人为示例时,才会写出这些疯狂的表达式。当然,理解++的工作原理也很重要。但使用++的一个实际规则是,“如果使用++的表达式的含义不明显,就不要写它。”

我们曾经在comp.lang.c上花了无数个小时讨论这样的表达式以及为什么它们是未定义的。我的两个较长的回答,试图真正解释为什么,被存档在网络上:

为什么标准没有定义它们的作用? 运算符的优先级不是决定求值的顺序吗?

请参见问题3.8和C常见问题列表第三部分的其他问题。

原因是程序正在运行未定义的行为。问题在于求值顺序,因为根据c++ 98标准不需要序列点(根据c++ 11术语,没有任何操作在另一个操作之前或之后排序)。

然而,如果你坚持使用一个编译器,你会发现这种行为是持久的,只要你不添加函数调用或指针,这将使行为更加混乱。

使用Nuwen MinGW 15 GCC 7.1你会得到:

 #include<stdio.h>
 int main(int argc, char ** argv)
 {
    int i = 0;
    i = i++ + ++i;
    printf("%d\n", i); // 2

    i = 1;
    i = (i++);
    printf("%d\n", i); //1

    volatile int u = 0;
    u = u++ + ++u;
    printf("%d\n", u); // 2

    u = 1;
    u = (u++);
    printf("%d\n", u); //1

    register int v = 0;
    v = v++ + ++v;
    printf("%d\n", v); //2
 }

How does GCC work? it evaluates sub expressions at a left to right order for the right hand side (RHS) , then assigns the value to the left hand side (LHS) . This is exactly how Java and C# behave and define their standards. (Yes, the equivalent software in Java and C# has defined behaviors). It evaluate each sub expression one by one in the RHS Statement in a left to right order; for each sub expression: the ++c (pre-increment) is evaluated first then the value c is used for the operation, then the post increment c++).

根据GCC c++:操作符

在GCC c++中,操作符的优先级控制在 哪些操作符被求值

GCC所理解的定义行为c++中的等效代码:

#include<stdio.h>
int main(int argc, char ** argv)
{
    int i = 0;
    //i = i++ + ++i;
    int r;
    r=i;
    i++;
    ++i;
    r+=i;
    i=r;
    printf("%d\n", i); // 2

    i = 1;
    //i = (i++);
    r=i;
    i++;
    i=r;
    printf("%d\n", i); // 1

    volatile int u = 0;
    //u = u++ + ++u;
    r=u;
    u++;
    ++u;
    r+=u;
    u=r;
    printf("%d\n", u); // 2

    u = 1;
    //u = (u++);
    r=u;
    u++;
    u=r;
    printf("%d\n", u); // 1

    register int v = 0;
    //v = v++ + ++v;
    r=v;
    v++;
    ++v;
    r+=v;
    v=r;
    printf("%d\n", v); //2
}

然后我们去Visual Studio。Visual Studio 2015,你得到:

#include<stdio.h>
int main(int argc, char ** argv)
{
    int i = 0;
    i = i++ + ++i;
    printf("%d\n", i); // 3

    i = 1;
    i = (i++);
    printf("%d\n", i); // 2 

    volatile int u = 0;
    u = u++ + ++u;
    printf("%d\n", u); // 3

    u = 1;
    u = (u++);
    printf("%d\n", u); // 2 

    register int v = 0;
    v = v++ + ++v;
    printf("%d\n", v); // 3 
}

Visual Studio是如何工作的,它采用了另一种方法,它在第一遍计算所有的前增量表达式,然后在第二遍操作中使用变量值,在第三遍将RHS赋值给LHS,然后在最后一遍计算所有的后增量表达式。

因此,在定义行为的c++中,就像Visual c++理解的那样:

#include<stdio.h>
int main(int argc, char ** argv)
{
    int r;
    int i = 0;
    //i = i++ + ++i;
    ++i;
    r = i + i;
    i = r;
    i++;
    printf("%d\n", i); // 3

    i = 1;
    //i = (i++);
    r = i;
    i = r;
    i++;
    printf("%d\n", i); // 2 

    volatile int u = 0;
    //u = u++ + ++u;
    ++u;
    r = u + u;
    u = r;
    u++;
    printf("%d\n", u); // 3

    u = 1;
    //u = (u++);
    r = u;
    u = r;
    u++;
    printf("%d\n", u); // 2 

    register int v = 0;
    //v = v++ + ++v;
    ++v;
    r = v + v;
    v = r;
    v++;
    printf("%d\n", v); // 3 
}

如Visual Studio文档在优先级和计算顺序中所述:

当几个运算符同时出现时,它们具有相同的优先级,并根据它们的结合性进行计算。表中的操作符在以后缀操作符开头的部分中描述。