C的副作用是什么？

编程问答 2022-06-11

问题描述

在C99第5.1.2.3条第2款中，

访问易失性对象，修改对象，修改文件或调用函数 这些操作中的任何一个都是副作用，它们是状态的变化 执行环境。

C标准定义了副作用，如上所述。但是C99似乎并没有解释什么是访问易失性对象，修改对象，修改文件（在第3章中定义了访问，修改，对象的定义。但是访问volatile如何？并修改文件的内容？）。
当我用副作用进行搜索时，C99中有一些示例。但是我不确定在访问易失性对象，修改对象和修改文件中是否对每个示例进行了分类。
我读过What is side effect in c?和Are side effects a good thing?，但仍然感到困惑。
我的问题是C标准是否明确描述了副作用的含义？他们是什么意思？

解决方法

我的问题是C标准是否明确描述了副作用的含义？

您引用的C标准中的句子（C 1999 5.1.2.3 2，与C 2018中的句子相同）明确描述了副作用的含义。这些将在下面进一步解释。

修改对象

修改对象应理解为包括更新代表对象的存储字节的内容。我相信它们的完整列表是：

  • 简单分配（=）和复合分配（*=，/= %=，+=，-=，<<= ，>>=，&=，^=和|=）。
  • 递增和递减运算符（++和--），包括前缀和后缀。
  • 初始化包含在其定义中的对象。
  • 为更改对象而指定的库例程，例如memcpy。

访问易失对象

在C 2018 3.1中，“访问”被定义为“用于读取或修改对象值的“执行时动作””。如果x是volatile int，则在表达式中使用x的值可以对其进行访问（在计算表达式时），因为它读取x的值。您可以在6.3.2.1 2中更具体地遵循此规则，它告诉我们在表达式中使用x会导致x的值被采用：

除非它是sizeof运算符的操作数，一元&运算符，++运算符，--运算符或{的左操作数{1}}运算符或赋值运算符，将不具有数组类型的左值转换为存储在指定对象中的值（不再是左值）；这称为左值转换。

因此，表达式本身中只是对象.的指定中的x被转换为存储在x中的值，这意味着存储的值是从内存中读取。这是对x的访问。

修改易失性对象与上述修改任何对象相同。

修改文件

通过第7.21节（“输入/输出x”）中定义的例程来修改文件。

,

访问易失性对象意味着通过易失性限定的左值读取volatile限定对象/一个对象的值-标准指出，这些值需要进行评估“ 严格按照抽象机的规则。

修改对象意味着完全修改任何对象 -修改任何内容均被视为副作用。例如：赋值运算符具有修改变量的副作用，它将值分配给它！在下面的程序中。使用赋值运算符是有副作用的！

修改文件意味着写入文件，创建文件，删除文件等-构成更改的任何内容。

这些类别的副作用示例：

void increment(int *p) {
    (*p) ++; // side effect - assign a new value to the 
             // object pointed to by p
}


int a = 5;
volatile int b = 6;
if (b == 6) { // side-effect of accessing a volatile variable
    a += b;   // calculate a + b,and as a side effect assign a new 
              // value to a
}

increment(&a);     // side effect - call a function that does
                   // one of the aforementioned operations
printf("%d\n",a); // side effect - change the state of an output stream

FILE *fp = fopen("foo","w"); // side effect - create or truncate
fputc('!',fp); // side effect - modify file
fclose(fp);.    // side effect - close the file,flush 
remove("bar");. // side effect - remove file

有一小类编程语言，称为纯功能语言，例如Haskell，其计算没有副作用。 C不是这样的语言之一。

cside-effects