C++ 未定义的行为和序列点

什么是“序列点”

未定义的行为和序列点之间的关系是什么

我经常使用有趣而复杂的表达式，比如

a[++I]=I，让自己感觉更好。我为什么要停止使用它们

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C++98和C++03
此答案适用于C++版本的旧版本。标准的C++11和C++14版本没有正式包含“序列点”；操作是“在之前排序”或“未排序”或“不确定排序”。净效果基本相同，但术语不同

免责声明：好的。这个答案有点长。所以在阅读时要有耐心。如果你已经知道这些事情，再读一遍也不会让你发疯

先决条件：基本知识


什么是序列点？
标准上说

在执行序列中称为序列点的特定点上，先前评估的所有副作用
应完整，且未发生后续评估的副作用。（§1.9/7）

副作用？什么是副作用？
表达式的求值会产生一些结果，此外，如果执行环境的状态发生变化，则表示表达式（其求值）有一些副作用

例如：

int x = y++; //where y is also an int

int x = 5, y = 6;

int z = x++ + y++; //it is unspecified whether x++ or y++ will be evaluated first.

除了初始化操作外，
y
的值由于
++
运算符的副作用而改变

到目前为止还不错。继续讨论序列点。公司lang.c作者Steve Summit给出的顺序点的替代定义：

序列点是一个时间点，在这个时间点上，尘埃已经沉淀下来，到目前为止已经看到的所有副作用都保证是完全的


C++标准中列出的公共序列点是什么？
这些是：


在完整表达式（
§1.9/16
）的求值结束时（完整表达式是不是另一个表达式的子表达式的表达式。）1

例如：

int a = 5; // ; is a sequence point here


在计算第一个表达式（
§1.9/18
）2之后，计算下列表达式中的每一个表达式


a&b（§5.14）
a|b（§5.15）
a？b:c（§5.16）
a，b（§5.18）
（这里a，b是逗号运算符；在
func（a，a++）
中，
不是逗号运算符，它只是参数
a
和
a++
之间的分隔符。因此，在这种情况下，行为是未定义的（如果
a
被视为基本类型））


在函数调用时（无论函数是否内联），在计算所有函数参数（如果有）之后
在执行函数体中的任何表达式或语句之前发生（
§1.9/17
）


1：注意：完整表达式的求值可以包括非词汇性子表达式的求值
完整表达的一部分。例如，计算默认参数表达式（8.3.6）所涉及的子表达式被认为是在调用函数的表达式中创建的，而不是在定义默认参数的表达式中创建的

2：所示的操作员是内置操作员，如第5条所述。当其中一个运算符在有效上下文中重载（第13条）从而指定用户定义的运算符函数时，表达式指定函数调用，操作数形成参数列表，它们之间没有隐含的序列点


什么是未定义的行为？
本标准将第1.3.12节中未定义的行为定义为

行为，如使用错误的程序结构或错误的数据时可能出现的行为，本国际标准对此不作要求3

当出现以下情况时，也可能会出现未定义的行为
国际标准省略了对行为的任何明确定义的描述

3：允许的未定义行为范围从完全忽略具有不可预测结果的情况，到在翻译或程序执行期间以环境特有的记录方式（带或带）进行行为-
（发出诊断消息时）终止转换或执行（发出诊断消息时）

简而言之，未定义的行为意味着任何事情都可能发生，从你鼻子里飞出的守护进程到你女朋友怀孕


未定义的行为和序列点之间的关系是什么？
在我开始之前，你必须知道两者之间的区别

您还必须知道，
未指定单个运算符的操作数和单个表达式的子表达式的求值顺序，以及副作用发生的顺序

例如：

int x = y++; //where y is also an int

int x = 5, y = 6;

int z = x++ + y++; //it is unspecified whether x++ or y++ will be evaluated first.

另一个例子


现在
§5/4
中的标准是


1） 在上一个序列点和下一个序列点之间，通过计算表达式，标量对象的存储值最多修改一次。

这是什么意思

非正式地说，这意味着在两个序列点之间，一个变量不能被修改多次。
在表达式语句中，
下一个序列点通常位于t
std::printf("%d %d", i,++i); // invokes Undefined Behaviour because of Rule no 2

a[i] = i++ // or a[++i] = i or a[i++] = ++i etc

int x = i + i++ ;// Similar to above

int main()
{
     int num = 19 ;
     num = (num << 3) + (num >> 3);
} 

int i = 5, v[10] = { };
void  f(int,  int);

f (a,b)

a[++i] = i;

i = i++ + 1; // the behavior is undefined

i = i++ + 1; // the value of i is incremented
i = i++ + i; // the behavior is undefined