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ampawd
Asked:2020-11-12 05:34:51 +0000 UTC2020-11-12 05:34:51 +0000 UTC

关于表达式评估的顺序

  • 772

我想了解在一般情况下哪些规则决定了表达式值的评估顺序。

假设有这样的代码

int readValue()
{
  int v;
  cin >> v;
  return v;
}

int main()
{
  cout << readValue() << ' ' << readValue() << '\n';
  return 0;
}

如您所知，移位运算符是从左到右计算的-但是当您输入1 2输出时2 1（Microsoft的编译器），这是什么原因？

这段代码是生成undefined behaviour还是只是输出顺序未定义？

如果你删除阅读代码——一切都是可以预见的

int readValue(int v)
{
  return v;
}

int main()
{
  cout << readValue(1) << ' ' << readValue(2) << '\n';
  return 0;
}

结论 -1 2

怎么了 ？

c++

3 个回答

  1. 这些移位运算符是从左到右求值的说法是正确的，但它只告诉您连续运算符应用于<<其直接操作数的顺序。在这种情况下，运算符的直接操作数是<<该类型的一些临时中间值int

    cout << __tmp_int1 << ' ' << __tmp_int2 << '\n';

    在这种情况下，关于这个（而且只有这个）表达式，我们可以说它是从左到右计算的。也就是说，该值__tmp_int1将更早显示，而该值将更__tmp_int2晚显示。

    而至于这些中间值的准备顺序和时刻——不局限于上面的说法。也就是说，编译器可以做和

    int __tmp_int1 = ReadValue();
int __tmp_int2 = ReadValue();

    反之亦然

    int __tmp_int2 = ReadValue();
int __tmp_int1 = ReadValue();

    或者通常以某种不可预测的方式将训练__tmp_int1和__tmp_int2挑战交织在一起。<<最主要的是价值在需要的时候已经准备好了。没有更多的规定。

    • 6
  2. Best Answer

    根据 C++ 标准，函数参数的求值顺序没有指定，这意味着编译器可以选择任何参数的求值顺序 From the C++ standard (1.9 Program execution)

    3 抽象机的某些其他方面和操作在本国际标准中被描述为未指定（例如，函数参数的评估顺序）。

    此优惠

      cout << readValue() << ' ' << readValue() << '\n';

    是一个函数 operator <<调用链。它对应于以下命名的函数调用链 operator <<

    operator <<( operator <<( std::cout.operator <<( readValue() ), ' ' )
             .operator <<( readValue() ),  '\n' );

    MS VC++ 从右到左评估参数。另一个编译器可能会以不同的顺序评估参数，例如从左到右。

    编辑：我将提供一个基于运算符重载的额外说明性示例operator &&。

    考虑以下演示程序

    #include <iostream>

struct A
{
    int x;
    A( int x = 0 ) : x( x ) {}
};

bool operator &&( const A &a, int x )
{
    return 0 < a.x && 0 < x; 
}

A f1()
{
    std::cout << "f1()" << std::endl;
    return A( -1 );
}

int f2()
{ 
    std::cout << "f2()" << std::endl;
    return 1;
}

int main(void) 
{
    std::cout << ( f1() && f2() ) << std::endl;

    return 0;
}

    它的控制台输出如下

    f2()
f1()
0

    operator &&如果这是基本类型的内置运算符，则f2()如果表达式的值为 ，则不会对表达式f1()求值false。

    但是，由于这是一个用户重载的函数调用，编译器会执行以下操作。

    编译器首先尝试确定正在使用哪个重载函数。如果找不到，或者有歧义，编译器就会发出一条错误消息。如果找到这样的函数，它会用对相应用户函数的调用替换给定的条目。并基于此函数调用，构建生成的目标代码。由于未指定计算函数参数的顺序，因此输出显示编译器首先计算右参数，然后计算左参数。

    将此程序的输出与运算符operator &&处理基本类型（即使用内置运算符）的程序的输出进行比较operator &&。

    #include <iostream>

int f1()
{
    std::cout << "f1()" << std::endl;
    return  0;
}

int f2()
{ 
    std::cout << "f2()" << std::endl;
    return 1;
}

int main(void) 
{
    std::cout << ( f1() && f2() ) << std::endl;

    return 0;
}

    将程序输出到控制台

    f1()
0

    如您所见，该函数f2将永远不会被调用，因为左操作数的值为false。

    这种差异是由于以下事实：在第一种情况下，编译器处理名称为 的用户定义函数 operator &&的调用，而在第二种情况下，它处理内置运算符 operator &&。

    • 5

  3. 正如已经提到的，函数和运算符的参数的评估顺序没有由标准定义，但在绝对数量的情况下，出于实际原因，它是从右到左的：假设有一个代码

    void f(int, int);
f(g(), h());

    h() 先求值比较方便，因为它的结果必须先入栈才能调用 f() 函数。好吧，举个例子

    int readValue(int v)
{
  return v;
}

int main()
{
  cout << readValue(1) << ' ' << readValue(2) << '\n';
  return 0;
}

    一切也很简单。其实这里编译器很可能是在编译时计算了readValue(1)和readValue(2)的值，即 很可能在汇编代码中没有调用 readValue。实际上，这是在vs2015中生成的汇编代码：

        std::cout << readValue(1) << ' ' << readValue(2) << std::endl;
01121000  mov         ecx,dword ptr [_imp_?cout@std@@3V?$basic_ostream@DU?$char_traits@D@std@@@1@A (0112203Ch)]  
01121006  push        offset std::endl<char,std::char_traits<char> > (01121300h)  
0112100B  push        2  
0112100D  push        1  
0112100F  call        dword ptr [__imp_std::basic_ostream<char,std::char_traits<char> >::operator<< (01122038h)]  
01121015  mov         ecx,eax  
01121017  call        std::operator<<<std::char_traits<char> > (011210F0h)  
0112101C  mov         ecx,eax  
0112101E  call        dword ptr [__imp_std::basic_ostream<char,std::char_traits<char> >::operator<< (01122038h)]  
01121024  mov         ecx,eax  
01121026  call        dword ptr [__imp_std::basic_ostream<char,std::char_traits<char> >::operator<< (01122058h)]  
    return 0;
0112102C  xor         eax,eax  
}
0112102E  ret

    虽然这里的结果不依赖于调用的顺序，但如果不进行优化，结果是一样的。

    • 1

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