既不是句法也不是语义的错误？

Question

我在家庭作业中遇到了这个问题（别担心，已经完成了）：

[使用你最喜欢的命令式语言，举一个例子 每个 ...] 编译器既不能捕获也不能轻松生成代码的错误 catch （这应该是违反语言定义的，而不仅仅是 程序错误）

来自“编程语言语用学”（第 3 版）Michael L. Scott

我的回答是，通过传入相同的参数（在 C 和 Java 中）从 main 调用 main，灵感来自 this。但我个人觉得这只是一个语义错误。

对我来说，这个问题是在问如何产生一个既不是句法也不是语义的错误，坦率地说，我真的想不出它不会落入的情况。

会不会是容易被利用的代码，比如缓冲区溢出（可能还有其他我从未听说过的利用）？语言结构中的某种坑（IDK，但惰性评估/弱类型检查）？我想要一个 Java/C++/C 中的简单示例，但欢迎使用其他示例。

Answer 1

Undefined behaviour 浮现在脑海中。调用 UB 的语句在语法和语义上都不是错误的，而是代码的结果无法预测并被认为是错误的。

这方面的一个例子是（来自维基百科页面）尝试修改字符串常量：

char * str = "Hello world!";
str[0] = 'h'; // undefined-behaviour here

但并非所有 UB 语句都那么容易识别。例如，在这种情况下考虑有符号整数溢出的可能性，如果用户输入的数字太大：

// get number from user
char input[100];
fgets(input, sizeof input, stdin);
int number = strtol(input, NULL, 10);
// print its square: possible integer-overflow if number * number > INT_MAX
printf("%i^2 = %i\n", number, number * number);

这里不一定有有符号整数溢出。由于涉及用户输入，因此无法在编译或链接时检测到它。

Answer 2

调用未定义行为¹的语句在语义上和语法上都是正确的，但会使程序行为不规律。

a[i++] = i;   // Syntax (symbolic representation) and semantic (meaning) both are correct. But invokes UB.   

另一个例子是使用指针而不对其进行初始化。
逻辑错误既不是语义也不是句法。

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1。 Undefined behavior：任何事情都有可能发生；该标准没有规定任何要求。程序可能无法编译，也可能执行不正确（崩溃或默默地生成错误结果），或者它可能恰好按照程序员的意图执行。

Answer 3

这是 C++ 的示例。假设我们有一个函数：

int incsum(int &a, int &b) {
    return ++a + ++b;
}

那么下面的代码有未定义的行为，因为它修改了一个对象两次，没有中间的序列点：

int i = 0;
incsum(i, i);

如果对 incsum 的调用与函数的定义在不同的 TU 中，则 不可能 在编译时捕获错误，因为这两个代码本身都不是错误的自己的。它可以在链接时被足够智能的链接器检测到。

您可以生成任意数量的此类示例，其中一个 TU 中的代码具有对于另一个 TU 传递的某些输入值有条件地未定义的行为。我选择了一个有点模糊的，你可以很容易地使用无效的指针取消引用或有符号整数算术溢出。

您可以争辩说生成代码来捕获它是多么容易——我不会说这很容易，但是如果a 和b 为同一个对象别名，编译器可能会注意到++a + ++b 无效，并在该行添加 assert (&a != &b); 的等价物。因此可以通过局部分析生成检测代码。