访问与条件表达式相邻的结构字段答案

【问题标题】：Accessing a struct field in adjacent to a conditional expression访问与条件表达式相邻的结构字段
【发布时间】：2016-04-26 21:36:50
【问题描述】：

为什么接下来的 2 个代码段之间存在差异：

struct g {
    int m[100];
};


struct a {
    struct g ttt[40];
    struct g hhh[40];
}man;


extern int bar(int z);


//this code generate a call to memcopy.
void foo1(int idx){
    bar(((idx == 5) ? man.hhh[idx+7] : man.ttt[idx+7]).m[idx+3]);
}

//this code doesn't generate a call to memcopy.    
void foo2(int idx){
    bar(((idx == 5) ? man.hhh[idx+7].m[idx+3] : man.ttt[idx+7].m[idx+3]));
}

在两个代码段中，我想将相同的字段（取决于条件表达式）发送到 bar 函数。但是，第一个代码会生成对 memcopy 的调用（当使用 clang 编译到 powerpc arch 时，可以清楚地看到）。我写了一点 main 并运行了 2 个函数，它们给了我相同的输出（使用 gcc 4.4.7 编译）。

【问题讨论】：

将 struct 转换为 int？
请选择您使用的语言对应的语言标签
在第一个sn-p中，条件表达式的结果类型为struct g。编译器使用memcpy 复制该结果。在第二个 sn-p 中，条件表达式的结果类型为 int。编译器可以使用mov 指令复制该结果。所以避免使用第一个 sn-p，反正第二个 sn-p 更容易阅读。

标签： c

【解决方案1】：

这个答案仅适用于 C - 这个问题是双重标记的，但我假设 OP 使用 C 的原因稍后会变得清楚。

这里还是第一个表达式：

((idx == 5) ? man.hhh[idx+7] : man.ttt[idx+7]).m[idx+3]

条件表达式的类型是struct g。但是，C 中条件运算符的结果是 not 左值。那是什么？

在 C11 6.2.4p8 中，它被明确定义为临时生命周期的值。
在 C90 中，m[idx+3] 格式不正确：m 不是左值，因为 . 运算符仅在左操作数是左值时才产生左值；并且数组指针衰减仅适用于左值。
在 C99 中，数组指针衰减发生在所有值上，但没有明确说明衰减 m 点的位置。

我个人认为在 C99 中已经很清楚了，类似于 C11 的行为是有意的，所以我认为代码在 C99 中定义良好。 Further discussion here。这可能是一个有争议的问题，因为在我尝试过的所有编译器上，它们对 -std=c99 的结果与对 -std=c11 的结果相同。

然后向前推进：在 C11（可能还有 C99）中，代码段 1 应该给出正确的结果。您的编译器会这样做，但似乎它对代码的优化很差。它在索引到它之前天真地复制了条件运算符产生的整个值。

用godbolt测试，发现所有版本的“x86 clang”和“PowerPC gcc 4.8”都使用memcpy；但是“x86 gcc”能够优化代码。

_{在 C++ 中，如果第二个和第三个操作数是相同类型的左值，则条件运算符的结果是一个左值，因此在该语言中不应该出现这个问题。}

为避免此问题，请使用条件运算符的结果不是结构或联合值的替代方案。例如，您可以只使用 Snippet 2；或：

bar( ((idx == 5) ? &man.hhh[idx+7] : &man.ttt[idx+7]))->m[idx+3] );

bar( ((idx == 5) ? man.hhh : man.ttt)[idx+7].m[idx+3] );

【讨论】：