剖析C語言中a=a+++++a的無聊問題
發布時間：2014-8-26 14:58
發布者：看門狗
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作者：RedHatter 同僚們閑聊，突然就聊到了a+++++a的問題。這種純屬C語言 “二” 級的問題應該是從a+++a引申出來的吧。于是乎兄弟姐妹們開始討論它的運算結果，以及改如何理解。更有人寫出(a++)+(++a) a+(++(++a)) ((a++)++)+a這樣的東西，問應該如何計算。我表示鴨梨很大... 針對這樣的問題我的觀點是，“絕不小心求證，只管大膽胡說!” 哈哈，當然了，我還是要對我的師兄弟們負責的，所以我下面的“胡說”中會盡量有理有據。 看法一： a=a+++++a這個東西可以用來討論，甚至是討論它的無所事處，作為增長知識和發現自身理解問題的漏洞是可以的。但是絕對不能拿來作為考試題目，特別是選擇題或填空題等客觀題目。但是如果作為一道主觀探討題還是挺有趣的，理解深刻的人一定可以寫的很好。 看法二： a=a+++++a的編譯和執行結果是隨機的，可能有些屌絲編譯器自認為自己很牛，可以處理這樣的語句，并把它編譯出來而不報任何警告。那么我首先建議這樣的編譯器別用了，其次我要說這個東西的編譯結果并不重要，重要的是千萬不要在項目代碼中這樣寫。 下面讓我們來看一下試驗： 試驗環境: 發行版： [zorro@dhcp-65-110 tmp]$ cat /etc/issue Fedora release 19 (Schrödinger’s Cat) Kernel \r on an \m (\l) 內核和體系結構： [zorro@dhcp-65-110 tmp]$ uname -a Linux dhcp-65-110.nay.redhat.com 3.11.9-200.fc19.x86_64 #1 SMP Wed Nov 20 21:22:24 UTC 2013 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux 編譯器： [zorro@dhcp-65-110 tmp]$ gcc -v Using built-in specs. COLLECT_GCC=/usr/bin/gcc COLLECT_LTO_WRAPPER=/usr/libexec/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.2/lto-wrapper Target: x86_64-redhat-linux Configured with: ../configure --prefix=/usr --mandir=/usr/share/man --infodir=/usr/share/info --with-bugurl=http://bugzilla.redhat.com/bugzilla --enable-bootstrap --enable-shared --enable-threads=posix --enable-checking=release --with-system-zlib --enable-__cxa_atexit --disable-libunwind-exceptions --enable-gnu-unique-object --enable-linker-build-id --with-linker-hash-style=gnu --enable-languages=c,c++,objc,obj-c++,java,fortran,ada,go,lto --enable-plugin --enable-initfini-array --enable-java-awt=gtk --disable-dssi --with-java-home=/usr/lib/jvm/java-1.5.0-gcj-1.5.0.0/jre --enable-libgcj-multifile --enable-java-maintainer-mode --with-ecj-jar=/usr/share/java/eclipse-ecj.jar --disable-libjava-multilib --with-isl=/builddir/build/BUILD/gcc-4.8.2-20131017/obj-x86_64-redhat-linux/isl-install --with-cloog=/builddir/build/BUILD/gcc-4.8.2-20131017/obj-x86_64-redhat-linux/cloog-install --with-tune=generic --with-arch_32=i686 --build=x86_64-redhat-linux Thread model: posix gcc version 4.8.2 20131017 (Red Hat 4.8.2-1) (GCC) 為什么要列這么詳細?因為我想告訴你，細微的一個編譯gcc時使用的編譯選項的差別都有可能導致使用gcc時編譯結果的不一樣。 在Linux系統中，每個軟件基本都是通過三個基本步驟從源代碼到安裝進系統運行的。這三個步驟是： configure make make install 比如configure時的不同選項和參數會決定代碼編譯出來的軟件的不同特征。好了，這里不多說這個，言歸正傳。寫一個簡單的程序用來測試： #include int main(){ int a = 1; a = a+++++a; printf("a=%d\n", a); return 0; } 我們來在上面說的環境下用gcc編譯看看： [zorro@dhcp-65-110 tmp]$ gcc -o mytest testcode.c -Wall testcode.c: 在函數‘main’中: testcode.c:5:9: 錯誤：自增操作數必須是左值 a = a+++++a; ^ 好吧，倒霉的中文翻譯讓人看不懂，我們改成英文重新來一下： 本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/198269.htm [zorro@dhcp-65-110 tmp]$ LANG=C [zorro@dhcp-65-110 tmp]$ gcc -o mytest testcode.c -Wall testcode.c: In function 'main': testcode.c:5:9: error: lvalue required as increment operand a = a+++++a; ^ 好了，這回看懂了，意思是說++這個自增操作需要一個左值。這么說的話編譯器可能是這樣理解的： a=((a++)++)+a;或者a=a+(++(++a)); 讓我們分別改成這兩種情況嘗試一下： 編譯a = ((a++)++)+a的結果是： [zorro@dhcp-65-110 tmp]$ gcc -o mytest testcode.c -Wall testcode.c: In function 'main': testcode.c:5:12: error: lvalue required as increment operand a = ((a++)++)+a; ^ 編譯a = a+(++(++a))的結果是： [zorro@dhcp-65-110 tmp]$ gcc -o mytest testcode.c -Wall testcode.c: In function 'main': testcode.c:5:9: error: lvalue required as increment operand a = a+(++(++a)); ^ 和寫成a = a+++++a的編譯錯誤差不多。這就是說我的gcc認為++操作是不能以++a或者a++作為操作數的。 再看一下這樣寫： a=a++ + ++a 請嚴重注意在中間那個+兩邊各有一個空格，讓我們編譯一下： [zorro@dhcp-65-110 tmp]$ gcc -o mytest testcode.c -Wall testcode.c: In function 'main': testcode.c:5:4: warning: operation on 'a' may be undefined [-Wsequence-point] a = a++ + ++a; testcode.c:5:4: warning: operation on 'a' may be undefined [-Wsequence-point] 這次沒有error發生，只有兩個警告。這樣應該編譯出可執行文件mytest了。先不管這兩個警告我們執行一下看看： [zorro@dhcp-65-110 tmp]$ ./mytest a=4 嗯，看來a=1;a=a++ + ++a是這樣做的： a++的結果是1。然后++a時a初始是2，++后變成3。結果就是a=1 + 3也就是4。 雖然是編譯出來了，并且也執行了，但是這樣好嗎?對，當然是不好。光那兩個警告擺在那就夠讓人提心吊膽了。那個警告的意思是在說a上的操作可能是沒有明確定義的，好像聽著很晦澀難懂。好吧，我翻譯成21世紀現代漢語告訴，它的意思的：我勸你別這么干，你要是非要這么干，到執行時別怪我跟你玩虛的。 有人說我用括號讓意思明確一些應該行了吧?編譯一下看看： [zorro@dhcp-65-110 tmp]$ gcc -o mytest testcode.c -Wall testcode.c: In function 'main': testcode.c:5:4: warning: operation on 'a' may be undefined [-Wsequence-point] a = (a++) + (++a); testcode.c:5:4: warning: operation on 'a' may be undefined [-Wsequence-point] 唉，看來還是不行。為什么呢?我個人的理解是編譯器可能想告訴你加法運算符的左右兩邊如果都是算式，那么不一定哪邊先被執行。也就是加法運算符的左右兩個操作數不一定誰先被讀取執行，那么當左右兩個運算又相互耦合時，聰明的編譯器就會告訴你千萬別這么干。你這么干了在我這可能是一種結果，在別的地方可能就是另一種結果了，但是不能完全指望編譯器幫你檢查出來，上面如果我們把-Wall選項去掉再編譯，那么就不會有這個警告了，或者有的編譯器目光狹窄根本不認為這是個問題，那么問題就非常嚴重了。如果是一個幾萬行幾十萬行甚至更多行的項目，這樣的問題是很難調式發現的。所以千萬要注意! 我們來總結一下，上面說了兩個重要的問題： 1、++運算符不能以++a或a++作為運算數，至少在gcc上不讓這樣，所以建議你別這樣寫。 2、一些多目運算符號(如加減乘除與或等)，多個運算數如果是表達式，特別是耦合關系很強的表達式，千萬要分開順序重新組織代碼，否則你不知道它先讓哪個執行。 對于第二點可以擴展到函數等地方，例如printf()函數，很多人喜歡在printf里寫表達式，如: printf("%d,%d,%d", 表達式1，表達式2，表達式3); 當這3個表達式的執行順序很重要時，你千萬不要自認為它一定是按照1,2,3的順序運行，它有可能是3,2,1的順序的。 類似的地方還有很多，要時刻注意代碼安全的重要性。 |
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