(a==1 && a==2 && a==3) 在 C 或 C++ 中可以评估为真吗？

Question

我们知道它可以在Java 和JavaScript 中使用。

但问题是，在 C 或 C++ 中，永远下面的条件能否评估为真？

if(a==1 && a==2 && a==3) 
    printf("SUCCESS");

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如果a 是一个整数。

Answer 1

如果a 是原始类型（即所有== 和&& 运算符都是内置的）并且您处于已定义的行为中，并且其他线程无法在中间修改a执行（这在技术上是未定义行为的情况 - 请参阅 cmets - 但我还是把它留在这里，因为它是 Java 问题中给出的示例），并且没有涉及预处理器魔法（请参阅选择的答案），那么我不相信有任何方法可以评估为真。但是，正如您从该条件列表中看到的那样，根据使用的类型和代码的上下文，在许多情况下，该表达式可以计算为真。

Answer 2

在 C 中，是的，它可以。如果a 未初始化（即使没有UB，正如here 所讨论的那样），它的值是不确定的，读取它会得到不确定的结果，因此将它与其他数字进行比较也会得到不确定的结果。

作为直接结果，a 可以在某一时刻将true 与1 进行比较，然后在下一刻将true 与2 进行比较。它不能同时保持这两个值，但没关系，因为它的值是不确定的。

不过，在实践中，我会惊讶地看到您描述的行为，因为在两次比较之间的内存中实际存储没有真正的原因发生变化。

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在 C++ 中，有点。上面的情况仍然是正确的，但是读取一个不确定的值在 C++ 中总是一个未定义的操作，所以真的所有的赌注都没有了。

允许优化极大地破坏你的代码，当你做未定义的事情时，这很容易导致各种混乱。

所以在 C++ 中看到这个结果比在 C 中看到这个结果我不会那么惊讶，但是，如果我这样做了，那将是一个没有目的或意义的观察，因为无论如何都应该完全忽略具有未定义行为的程序。

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当然，在这两种语言中，您都可以使用“技巧”，例如 #define a (x++)，尽管这些似乎不符合您的问题的精神。

Answer 3

取决于您对“a 是整数”的定义：

int a__(){ static int r; return ++r; }
#define a a__()  //a is now an expression of type `int`
int main()
{
    return a==1 && a==2 && a==3; //returns 1
}

当然：

int f(int b) { return b==1&&b==2&&b==3; }

将始终return 0; 并且优化器通常会将检查替换为该检查。

Answer 4

如果我们把宏观魔术放在一边，我可以看到一种可以肯定回答这个问题的方法。但它需要的不仅仅是标准 C。假设我们有一个扩展允许使用 __attribute__((at(ADDRESS))); 属性，该属性将变量放置在某个特定的内存位置（例如，在某些 ARM 编译器中可用，如 ARM GCC） .假设我们在地址ADDRESS 处有一个硬件计数器寄存器，每次读取都会递增。然后我们可以这样做：

volatile int a __attribute__((at(ADDRESS)));

volatile 强制编译器在每次执行比较时生成寄存器读取，因此计数器将递增 3 次。如果计数器的初始值为1，则语句将返回true。

附：如果您不喜欢at 属性，可以使用链接器脚本将a 放入特定的内存部分来实现相同的效果。

Answer 5

以下程序随机打印seen: yes 或seen: no，这取决于在主线程执行中的某个时刻(a == 0 && a == 1 && a == 2) 是否被评估为true。

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

_Atomic int a = 0;
_Atomic int relse = 0;

void *writer(void *arg)
{
  ++relse;
  while (relse != 2);
  for (int i = 100; i > 0; --i)
    {
      a = 0;
      a = 1;
      a = 2;
    }
  return NULL;
}

int main(void)
{
  int seen = 0;
  pthread_t pt;
  if (pthread_create(&pt, NULL, writer, NULL)) exit(EXIT_FAILURE);
  ++relse;
  while (relse != 2);
  for (int i = 100; i > 0; --i)
    seen |= (a == 0 && a == 1 && a == 2);
  printf("seen: %s\n", seen ? "yes":"no");
  pthread_join(pt, NULL);
  return 0;
}

据我所知，这在任何时候都不包含未定义的行为，并且a 是整数类型，正如问题所要求的那样。 显然这是一个竞争条件，因此是否打印seen: yes 或seen: no 取决于程序运行的平台。在 Linux 上，x86_64、gcc 8.2.1 两个答案都会定期出现。如果不起作用，请尝试增加循环计数器。