读取未初始化的值是否总是未定义的行为？还是有例外？

Question

undefined behavior (UB) 的一个明显例子是，在读取一个值时：

int a;
printf("%d\n", a);

下面的例子呢？

int i = i;     // `i` is not initialized when we are reading it by assigning it to itself.
int x; x = x;  // Is this the same as above?
int y; int z = y;

以上三个例子都是UB，还是有例外？

Answer 1

三行中的每一行都会触发undefined behavior。 C standard 的关键部分解释了这一点，是关于 Conversions 的第 6.3.2.1p2 节：

除非它是sizeof 运算符的操作数，否则 _Alignof 运算符，一元 & 运算符，++ 运算符， -- 运算符，或 . 运算符的左操作数或 赋值运算符，没有数组类型的左值 转换为存储在指定对象中的值 （并且不再是左值）；这被称为左值 转换。如果左值具有限定类型，则该值具有 左值类型的非限定版本；此外， 如果左值具有原子类型，则该值具有非原子版本 左值的类型；否则，该值具有 左值的类型。如果左值的类型不完整并且确实 没有数组类型，行为未定义。 如果左值 指定一个可以自动存储持续时间的对象 已使用 register 存储类声明（从未有 地址），并且该对象未初始化（未声明 有一个初始化器并且没有分配给它 在使用之前执行），行为未定义。

在这三种情况下，未初始化的变量都被用作赋值或初始化的右侧（为此目的等同于赋值），并进行左值到右值的转换。粗体部分适用于此处，因为相关对象尚未初始化。

这也适用于int i = i; 的情况，因为右侧的左值尚未（尚未）初始化。

在一个相关问题中存在争议，int i = i; 的右侧是 UB，因为 i 的生命周期尚未开始。然而，事实并非如此。来自第 6.2.4 p5 和 p6 节：

5 其标识符声明为没有链接且没有存储类说明符static 的对象具有自动 存储持续时间，一些复合文字也是如此。的结果 试图通过自动存储间接访问对象 来自与对象所在线程不同的线程的持续时间 关联是实现定义的。

6 对于这样一个没有变长数组类型的对象，它的生命周期从进入块开始 它与之相关联，直到该块的执行结束于任何 方式。（进入一个封闭的块或调用一个函数 暂停但不结束当前块的执行。）如果 递归进入块，对象的新实例是 每次创建。对象的初始值为 不定。如果为 对象，每次声明或复合时执行 在块的执行中达到文字；否则， 每次达到声明时，值都会变得不确定

所以在这种情况下i 的生命周期开始于在遇到的声明之前。所以int i = i; 仍然是未定义的行为，但不是因为这个原因。

然而，6.3.2.1p2 的粗体部分确实为使用未初始化的变量打开了大门，not 是未定义的行为，也就是说，如果所讨论的变量具有它的地址。例如：

int a;
printf("%p\n", (void *)&a);
printf("%d\n", a);

在这种情况下，它不是未定义的行为如果：

• 实现没有给定类型的陷阱表示，或者
• 为a 选择的值恰好不是陷阱表示。

在这种情况下，a 的值未指定。特别是，本示例中的 GCC 和 Microsoft Visual C++ (MSVC) 就是这种情况，因为这些实现没有整数类型的陷阱表示。

Answer 2

使用未初始化的自动存储持续时间对象调用 UB。

未初始化的静态存储持续时间对象的使用定义为初始化为0s

int a;

int foo(void)
{
    static int b;
    int c;
    
    int d = d;           //UB
    static int e = e;    //OK

    printf("%d\n", a);   //OK
    printf("%d\n", b);   //OK
    printf("%d\n", c);   //UB

}