(x++, y) + (y++, x) 是未定义还是未指定，如果未指定，它可以计算什么？

Question

comma sequence operator 在表达式中引入了sequence point。我想知道这是否意味着下面的程序避免了未定义的行为。

int x, y;

int main()
{
  return (x++, y) + (y++, x);
}

如果它确实避免了未定义的行为，它仍然可以是未指定的，即返回几个可能值之一。我认为在 C99 中，它只能计算 1，但实际上，各种版本的 GCC 将此程序编译为返回 2 的可执行文件。 Clang 生成一个返回 1 的可执行文件，显然符合我的直觉。

最后，这在 C11 中是否发生了变化？

Answer 1

取表达式：

(x++, y) + (y++, x)

从左到右评估：

x++  // yield 0, schedule increment of x
,    // sequence point: x definitely incremented now
y    // yield 0
y++  // yield 0, schedule increment of y
// explode because you just read from y and wrote to y
// with no intervening sequence point

标准中没有任何内容禁止这样做，所以整个事情都有未定义的行为。

对比这个伪代码：

f() { return x++, y; }
g() { return y++, x; }
f() + g()

根据 C99 (5.1.2.3/2)，对 f 和 g 的调用本身算作副作用，并且函数调用运算符在进入函数之前包含一个序列点。这意味着函数执行不能交错。

在“并行评估事物”模型下：

f()  // arbitrarily start with f: sequence point; enter f
g()  // at the same time, start calling g: sequence point

由于f 的执行本身算作副作用，g() 中的序列点暂停执行，直到f 返回。因此，没有未定义的行为。

Answer 2

标准的整个第 6.5 章都提到了基于操作员的评估顺序。我能找到的对评估顺序的最佳总结是标准的（非规范性）附录 J：

C11 附录 J

J.1 未指定的行为

• 子表达式的计算顺序和副作用发生的顺序，除非为 函数调用 ()、&&、||、?: 和逗号运算符 (6.5)

在您的示例中，您无法知道是先计算子表达式 (x++, y) 还是 (y++, x)，因为未指定 + 运算符的操作数的计算顺序。

对于未定义的行为，逗号运算符什么也没解决。如果首先评估(x++, y)，那么y 可能会在另一个子表达式的y++ 之前立即被评估。由于 y 被访问了两次，中间没有序列点，因此除了确定要存储的值之外的其他目的，行为是未定义的。 More info here.

所以你的程序有未定义和未指定的行为。

（此外，它具有实现定义的行为，因为 int main() 而不是 int main (void) 不是托管应用程序中明确定义的 main 版本之一。）

Answer 3

我的理解是，以下任何评估命令都是合法的：

• x++, y++, y, x
• x++, y, y++, x
• x++, y++, x, y
• y++, x, x++, y
• ...

但不是：

• y, x++, x, y++
• ...

据我了解，唯一需要的顺序是(x++) 必须在(y) 之前，(y++) 必须在(x) 之前。

因此，我认为这仍然是未定义的行为。

Answer 4

标准明确声明了哪些运算符引入了序列点，+ 不在其中。因此，您的表达式可以很好地被评估为被禁止的子表达式被评估为“接近”彼此，它们之间没有序列点。

在实用的基础上，这种禁止是有原因的，即这种操作的操作数的评估可以并行调度，例如，如果处理器有多个管道用于所讨论的子表达式的操作。你可以很容易地说服自己，在这样的评估模式下，任何事情都有可能发生，结果是不可预测的。

在您的玩具示例中，冲突是可预测的，但如果您在子表达式中使用一些指针间接，则不一定是这种情况。那么您将不知道其中一个子表达式是否可能会为另一个子表达式取别名。因此，如果 C 想要允许这种类型的优化，基本上它可以做的不多。