c - 为什么 i = ++i 调用未定义的行为？ [复制]答案

【问题标题】：c - Why does i = ++i invoke undefined behaviour? [duplicate]c - 为什么 i = ++i 调用未定义的行为？ [复制]
【发布时间】：2015-01-09 18:00:04
【问题描述】：

我了解 C 使用序列点的概念来识别模棱两可的计算，并且 = 运算符不是序列点。但是，我在执行该语句时看不到任何歧义

i = ++i

根据我的理解，这仅相当于评估 &i 处的任何内容，将其递增，然后将其存储回同一位置。然而，GCC 将其标记为：

[警告] 'i' 上的操作可能是未定义的 [-Wsequence-point]

我是否遗漏了 = 的功能？

编辑：在标记为重复之前，请注意我已经浏览过其他关于序列点和未定义行为的帖子。它们都没有专门解决表达式i=++i（注意pre-increment）。提到的表达式通常是i=i++、a=b++ + ++b 等。我对它们中的任何一个都没有疑问。

【问题讨论】：

我认为您遗漏了一些关于 ++ 的副作用如何发挥作用的内容。
返回的结果将是i的递增值。但是i 可能会在分配后递增。该标准规定副作用将在下一个序列点之前发生，但可能在分配之前或之后。
您的困惑可能是因为您不了解序列点。请参阅here 并查看此问题：stackoverflow.com/questions/4176328/…
不，你误会了。我并不是说++i 返回的值可能不同。我是说它总是会返回i+1。但是，增量副作用可能发生在分配之前或之后。副作用发生在 `a = ++b;'没有区别，因为没有自我分配。
@FredLarson 所以你是说返回 i+1 的值和修改 &i 的值是独立事件吗？所以返回计算出来的值才是真正的操作，在i的内存位置增加值是使用++操作符的副作用吗？

【解决方案1】：

您遗漏了一些关于未定义行为的信息。未定义的行为仅仅意味着编译器可以为所欲为。它可以抛出一个错误，它可以（就像 GCC 一样）显示一个警告，它可以让恶魔从你的鼻子里飞出来。最主要的是，它的行为不会很好，而且在编译器之间的行为也不会一致，所以不要这样做！

在这种情况下，编译器不必保证运算符的 lhs 的副作用必须在语句的 rhs 返回之前完成。这对您来说似乎很有趣，但您不像计算机那样思考。如果需要，它可以计算返回值并将其返回到寄存器中，将其分配给 i，然后对实际值执行增量。所以它看起来更像

register=i+1;
i=register;
i=i+1;

标准不保证不会发生这种情况，所以不要这样做！

【讨论】：

问题不是什么是UB，问题是为什么是UB？
@didierc 已编辑以回答该问题。
@IdeaHat 增量将在其值分配给 lhs 之前完成。
很好的答案，但在我看来，副作用严格意味着更新内存单元。同时进行增量也在执行计算（恕我直言）。我认为混乱来自那个确切的点。
是的：副作用是“更新内存单元”。但是标准中没有定义/规定“更新存储单元”的方法；任何具有相同效果的东西都将被允许完成它（大多数实现需要将值提取到寄存器中，增加寄存器中的值并将其写回“单元格”并且“写回”的时刻是不固定；唯一的要求是它应该在下一个序列点（;）之前完成，这就是禁止在序列点之间多次修改值的原因（或导致 UB）

【解决方案2】：

出现未定义行为是因为变量i 在两个sequence points 之间被多次修改。序列点是之前评估的所有副作用可见，但没有未来副作用可见的点。标准规定：

在前一个和下一个序列点之间，一个对象应该有它的存储值最多修改一次由评估表达。此外，先验值应仅读取到确定要存储的值。

那么，我们关心的副作用是什么？

所以，我们将得到两个（诚然，等效的）副作用：将i+1 分配给变量i。我们关心的是，这些副作用发生在哪两个序列点之间？

哪些操作构成序列点？有多个，但这里只有一个真正相关：

即前置增量++i不是序列点。这意味着 both 副作用（增量和赋值）将发生在相同的两个序列点之间，修改相同的变量 i。因此，这是未定义的行为；两个修改碰巧具有相同的值这一事实是无关紧要的。

但是为什么在序列点之间多次修改一个变量是不好的呢？为了防止出现以下情况：

i = ++i + 1;

这里，i 增加了，但由于预增量的语义，它也被分配了值(i+1) + 1。由于副作用的顺序不明确，因此行为未定义。

现在，假设标准中有一个特殊情况，即两个序列点之间的多次修改是可以的，只要值相同，但这可能会不必要地使编译器实现复杂化，没有太多好处。

【讨论】：