是否可以使用具有误导性语法的 for 循环？

Question

for循环的语法：

for(initialization;condition;increment/decrement){
statements;
}

为什么下面的代码运行无限次，然后为什么没有语法错误？

int x=10;
for(x++;x++;x++){
printf("\n %d",x);
}

Answer 1

for 循环的 3 个子句是可选的，唯一的要求是它们应该是有效的表达式 - 第一个可以可选地包含变量声明。语法有效。

在第二个子句中，表达式的结果被用作对零的检查。您从 10 开始，因此第一次检查读取值 10，依此类推。它永远不会为零，因此循环不会终止。

除此之外，每个for 子句之后都有一个序列点，因此代码在序列上也是有效的。此代码将不断计数，直到遇到整数溢出，这是未定义的行为。

Answer 2

为什么下面的代码会无限运行...？

因为使用的条件不会阻止它执行，因为它通常永远不会评估为0。

x 在每次迭代中递增两次，直到达到宏 INT_MAX (limits.h) 中定义的值。在那之后，增加x 调用undefined behavior。

...那为什么没有语法错误？

x++ 是一个有效条件，编译器不会检查您设置为条件的表达式是否有意义。它只检查语法错误。所以程序可以编译，运行时无限循环。

所以回答：

是否可以使用具有误导性语法的 for 循环？

答案是：是的。但在这种情况下，它会在某些时候调用上述未定义的行为。

Answer 3

您使用的“误导性语法”可能很奇怪而且很糟糕，但它仍然有效。这就是您不会收到错误消息的原因。

循环中的三个子句是通用表达式，但第一个（“初始化”表达式）例外，它允许作为变量定义。

你得到一个“无限”循环的原因是因为x++ 永远不会是零（这是代表“假”的值）。但是，它会导致未定义的行为，因为当您的增量超出int 的限制时会导致算术溢出。

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如果将for 循环转换为相应的while 循环（所有for 循环都可以转换为while 循环），可能会更容易理解发生了什么。

for 循环

for (initialization; condition; increment/decrement)
{
    statements;
}

可以翻译成while循环

initialization;
while (condition)
{
    statements;
    increment/decrement;
}

如果我们现在对有问题的代码做同样的翻译：

int x = 10;
for (x++; x++; x++)
{
    printf("\n %d",x);
}

变成了

int x = 10;
x++;  // initialization
while (x++)  // condition
{
    printf("\n %d",x);  // statements
    x++;  // increment/decrement
}

这可能会让你更清楚发生了什么以及为什么会出现“无限”循环。

Answer 4

C 标准中以两种方式定义 for 循环

for ( expressionopt ; expressionopt ; expressionopt ) statement
for ( declaration expressionopt ; expressionopt ) statement

所以这个for循环

for ( x++; x++; x++ ){

具有对应于 for 循环的第一个定义的正确形式。

循环将一直执行，直到第三个表达式 x++ 之后的值 x 等于 0。

如果您使用 unsigned int 类型而不是 int 类型，您将获得正确的有限循环，因为不会出现导致有符号 int 类型未定义行为的溢出。

unsigned int x=10;
for(x++;x++;x++){
printf("\n %d",x);
}

为了使循环更清晰，让我们在示例中使用变量x 的初始值将等于-3。

int x = -3;
for ( x++; x++; x++ ){
    printf("\n %d",x);
}

所以在第一个表达式 x++ 之后 x 将等于 -2，所以当 -2 不等于 0 时，循环体将获得控制权并且 printf 语句将输出 -1 因为 x 是在条件下也增加。

然后将评估第三个表达式 x++。 x 将等于 0。

所以现在条件 x++ 将被评估为逻辑假，因为它是 x 在递增之前的值。

来自 C 标准（6.5.2.4 后缀递增和递减运算符）

2 后缀++运算符的结果是 操作数。作为副作用，操作数对象的值是 递增（即，将适当类型的值 1 添加到 它）。