为什么 i += a[i]++ 在使用 Visual C++ 递增 a[i] 之前分配 i？答案

【问题标题】：Why does i += a[i]++ assign i before incrementing a[i] with Visual C++?为什么 i += a[i]++ 在使用 Visual C++ 递增 a[i] 之前分配 i？
【发布时间】：2017-12-07 09:01:50
【问题描述】：

问题

这个例子是这个问题的最小重现，遇到了代码高尔夫尝试。我不提倡任何人使用这种风格。
我知道我可能遇到了未定义的行为，我的问题是：为什么具体是这样，这对 C 和 C++ 都适用吗？

我有这个文件：

#include <stdio.h>
int main() {
    int a[]={1, 0}, i=0;
    i += a[i]++;
    printf("i=%d a=[%d, %d]\n", i, a[0], a[1]);
    return 0;
}

在 WSL 上的 Ubuntu 上使用 GCC，我得到了预期的 i=1 a=[2, 0]，但使用 Visual C++，它是 i=1 a=[1, 1]

如果我这样做，问题就解决了：

delta = a[i]++;
i += delta;

虽然未指定赋值的评估顺序，但令我感到惊讶的是，a[i] 似乎在 i 的赋值之后再次评估了增量，。下面的反汇编似乎证实了这一点。

C 或 C++ 标准是否允许这样做？

背景

在 Windows 上构建命令行和输出：

>cl test.c
Microsoft (R) C/C++ Optimizing Compiler Version 19.12.25830.2 for x64
Copyright (C) Microsoft Corporation.  All rights reserved.

test.c
Microsoft (R) Incremental Linker Version 14.12.25830.2
Copyright (C) Microsoft Corporation.  All rights reserved.

/out:test.exe
test.obj

声明的反汇编（使用/Zi构建）：

     4:     i += a[i]++;
00007FF6CBBA626C  movsxd      rax,dword ptr [i]  
00007FF6CBBA6271  mov         eax,dword ptr a[rax*4]  
00007FF6CBBA6275  mov         ecx,dword ptr [i]  
00007FF6CBBA6279  add         ecx,eax  
00007FF6CBBA627B  mov         eax,ecx  
00007FF6CBBA627D  mov         dword ptr [i],eax  
00007FF6CBBA6281  movsxd      rax,dword ptr [i]  
00007FF6CBBA6286  mov         eax,dword ptr a[rax*4]  
00007FF6CBBA628A  inc         eax  
00007FF6CBBA628C  movsxd      rcx,dword ptr [i]  
00007FF6CBBA6291  mov         dword ptr a[rcx*4],eax

【问题讨论】：

对标题中提出的问题的答案仍然是“因为这个语句没有定义的行为”。我真的不明白你想从这个问题中得到什么。此语句在 C 或 C++ 中没有定义的行为。句号。试图推理它的作用是没有用的，就像我们不试图从“这个陈述是错误的”这句话中理解一样。
@SijmenMulder：你打破的规则是“在一个无序的步骤中读取和写入同一个变量”。我们还能说什么？！
@SijmenMulder：C 和 C++ 都将其归为 UB，尽管标准引用了略微不同的原因，主要集中在 C++ 中尚未定义的排序点的重新定义上（尚未）将其纳入 C 标准。
实际上我没有看到任何理由说代码未定义。它与i = i + a[i] 相同，这很好（增加a[0] 的无序副作用并不重要，因为这不会影响i）。在所有 C 和 C++ 版本中，右侧所有操作数的评估（但不是副作用）在写入左侧之前排序
我投票决定重新打开，因为在我所有的努力中，我只能推断它是 MSVC 中的一个错误（据说它支持 C++11），因此不是一个骗子。 @OliverCharlesworth

标签： c++ c visual-c++

【解决方案1】：

代码在所有版本的 C 和 C++ 中定义良好。您在 MSVC 中看到了一个错误。

+= 运算符的定义是x += y 表示x = x + y，只是x 只计算一次。（请注意，“评估”与“左值转换”不同）。

所以我们正在查看i = i + a[i]++。

非正式地：在+ 的两个操作数都被计算并执行左值转换之前，无法计算存储在i 中的新值。因为我们需要左值转换的结果才能知道要存储的值。

术语“评估”左值意味着确定左值所指的内存位置。当i 是0 时评估a[i]++ 意味着确定我们指的是a[0]。然后左值转换检索a[0]的存储值，未排序的副作用是a[0]的存储值迟早会更新。

写信给a[0] 与i 无关，因此没有理由相信可能存在未定义的行为。

更正式地说：在 2011 年之前，C 和 C++ 标准使用了一个有点令人困惑的句子，表达了我的“非正式：”段落中的逻辑。如果表达式读取和写入i，那么只有当i 的读取对于确定要存储在i 中的新值都是必需的时，它才是明确定义的，因为这将保证读取都发生在它之前可以存储新值。

在 C11 和 C++11 中，语言发生了变化，但含义没有变化。 C11 6.5.16/3（赋值运算符）说：

更新左操作数的存储值的副作用是在左右操作数的值计算之后排序。

毫无疑问，对i 的写入是在右侧对i 的所有读取之后排序的。

C++11 有类似的语言：

在所有情况下，赋值都是在左右操作数的值计算之后进行排序的，

【讨论】：