在 C99 中的复合文字中使用后缀/前缀增量运算符

问题描述

有一个从 CARM 借用的示例（C A 参考手册，Samuel P. Harbison III，Guy L. Steele Jr.，2002，Prentice Hall），第 218-219 页。 我在一个来源中编写了所有三个代码块：

#include <stdio.h>

void f1(){
    int *p[5];
    int i=0;
    m:
    p[i]=(int [1]){i};
    if(++i<5)goto m;
    printf("f1: ");
    for(i=0;i<5;++i)
        printf("p[%d]=%d ",i,*(p[i]));
    printf("\n");
    fflush(stdout);
}

void f2(){
    int *p[5];
    int i=0;
    p[i]=(int [1]){i++};
    p[i]=(int [1]){i++};
    p[i]=(int [1]){i++};
    p[i]=(int [1]){i++};
    p[i]=(int [1]){i++};
    printf("f2: ");
    for(i=0;i<5;++i)
        printf("p[%d]=%d ",*(p[i]));
    printf("\n");
    fflush(stdout);
}

void f3(){
    int *p[5];
    int i;
    for(i=0;i<5;i++){
        p[i]=(int [1]){i};
    }
    printf("f3: ");
    for(i=0;i<5;++i)
        printf("p[%d]=%d ",*(p[i]));
    printf("\n");
    fflush(stdout);
}

int main(){ f1(); f2(); f3(); }

f2 功能无法正常工作：

user@debian:~/test7$ gcc -std=c11 ./carm_1.c -o carm_1
user@debian:~/test7$ ./carm_1
f1: p[0]=4 p[1]=4 p[2]=4 p[3]=4 p[4]=4 
f2: p[0]=-2106668384 p[1]=-2106668408 p[2]=32765 p[3]=2 p[4]=3 
f3: p[0]=4 p[1]=4 p[2]=4 p[3]=4 p[4]=4

但是当我重写它时：

#include <stdio.h>

void f1(){
    int *p[5];
    int i=0;
    m:
    p[i]=(int [1]){i};
    if(++i<5)goto m;
    printf("f1: ");
    for(i=0;i<5;++i)
        printf("p[%d]=%d ",*(p[i]));
    printf("\n");
    fflush(stdout);
}

void f2(){
    int *p[5];
    int i=-1;
    p[i]=(int [1]){++i};
    p[i]=(int [1]){++i};
    p[i]=(int [1]){++i};
    p[i]=(int [1]){++i};
    p[i]=(int [1]){++i};
    printf("f2: ");
    for(i=0;i<5;++i)
        printf("p[%d]=%d ",*(p[i]));
    printf("\n");
    fflush(stdout);
}

int main(){ f1(); f2(); f3(); }

f2 函数工作正常：

user@debian:~/test7$ gcc -std=c11 ./carm_2.c -o carm_2
user@debian:~/test7$ ./carm_2
f1: p[0]=4 p[1]=4 p[2]=4 p[3]=4 p[4]=4 
f2: p[0]=0 p[1]=1 p[2]=2 p[3]=3 p[4]=4 
f3: p[0]=4 p[1]=4 p[2]=4 p[3]=4 p[4]=4

为什么？ f2 函数的这两个变体在 i 的后缀/中缀增量返回的值上不同（在复合文字中）。在第一种情况下，它是临时值。后缀增量运算符的结果不是左值。并且前缀增量运算符的结果也不是左值（根据 CARM 的第 226 页）。请帮我理解。 （对不起我的英语）。

解决方法

我不认为这是关于左值和临时值的问题；而是 H&S 示例中的一个无关错误。

在语句 p[i]=(int [1]){i++}; 中，有一个棘手的问题是 i++ 后面是否有一个序列点，这似乎取决于 i++ 是否为 full表达。在 C17 中，明确声明不属于复合字面量的初始化器 是完整表达式，这似乎暗示 i++ 不是完整表达式，并且有没有序列点。在这种情况下，有问题的语句将是未定义的行为，就像您版本中的 p[i]=(int [1]){++i}; 一样。

然而，C99 似乎没有“不是复合文字的一部分”例外，所以我不太确定那里的情况。但是即使在i++的副作用之后有一个序列点，但据我所知，=左右两边的求值顺序是不确定的。因此，如果编译器选择首先评估右侧（包括其副作用），则该语句将变为 p[1] = (int [1]){0}; 并且使 p[0] 未初始化，从而在取消引用时导致未定义的行为。同理，最后一条语句变成 p[5] = (int [1]){4}，这也是 UB，因为 p 的长度为 5。

对于始终选择该顺序的编译器，您的代码将起作用；但是对于选择其他顺序的编译器，您的代码可能会变成 p[-1] = (int [1]){0}，这同样是 UB。所以我认为你的版本也不完全正确。

H&S 可能不应该这么聪明，就这么写

int i=0;
p[i] = (int [1]){i};
i++;
p[i] = (int [1]){i};
i++;
p[i] = (int [1]){i};
i++;
p[i] = (int [1]){i};
i++;
p[i] = (int [1]){i};
i++;

那么代码将是正确的并且会按照他们所说的去做：p[0],...,p[4] 包含五个不同的指针，所有指针都指向 int，其生命周期通过 printf 循环继续，这样*(p[0]) == 0、*(p[1]) == 1 等