《C 編程語言》中的代碼片段是否表現(xiàn)出未定義的行為？
有問題的 C 代碼，由 Bjarne Stroustrup 在《C 編程語言》第四版中提供C 編程語言”使用函數(shù)鏈來修改字符串：
<code class="cpp">void f2() {
std::string s = "but I have heard it works even if you don't believe in it";
s.replace(0, 4, "").replace(s.find("even"), 4, "only").replace(s.find(" don't"), 6, "");
assert(s == "I have heard it works only if you believe in it");
}</code>
此代碼演示了如何鏈接 update() 操作來更改字符串 s。然而，據(jù)觀察，該代碼在不同的編譯器（例如 GCC、Visual Studio 和 Clang）中表現(xiàn)出不同的行為。
分析
雖然代碼可能看起來很簡單，但它涉及未指定的順序求值，特別是對(duì)于涉及函數(shù)調(diào)用的子表達(dá)式。雖然它不會(huì)調(diào)用未定義的行為（因?yàn)樗懈弊饔枚及l(fā)生在函數(shù)調(diào)用內(nèi)），但它確實(shí)表現(xiàn)出未指定的行為。
關(guān)鍵問題是子表達(dá)式的求值順序，例如 s.find( "even") 和 s.find(" don't") 沒有明確定義。這些子表達(dá)式可以在初始 s.replace(0, 4, "") 調(diào)用之前或之后進(jìn)行求值，這可能會(huì)影響結(jié)果。
如果我們檢查代碼片段的求值順序：
s.replace(0, 4, "").replace(s.find("even"), 4, "only").replace(s.find(" don't"), 6, "");
我們可以看到以下子表達(dá)式是不確定排序的（由括號(hào)中的數(shù)字表示）：
- s.replace(0, 4, "") (1)
- s.find("偶數(shù)") (2)
- s.replace(s.find("偶數(shù)"), 4, "僅") (3)
- s.find("不要") (4)
- s.replace(s.find("不要"), 6, "") (5)
每對(duì)括號(hào)內(nèi)的表達(dá)式都是有序的（例如，2 在 3 之前），但它們可以按彼此不同的順序進(jìn)行計(jì)算。具體來說，不確定性存在于表達(dá)式 1 和 2 之間以及表達(dá)式 1 和 4 之間。
編譯器差異
觀察到的編譯器行為差異可以歸因于每個(gè)表達(dá)式選擇的不同評(píng)估順序編譯器。在某些情況下，replace() 調(diào)用的計(jì)算方式會(huì)導(dǎo)致預(yù)期的行為，而在其他情況下，計(jì)算順序會(huì)以意外的方式更改字符串。
為了說明這一點(diǎn)，請(qǐng)考慮以下情況：
- 在某些實(shí)現(xiàn)中，例如 Clang，replace(0, 4, "") 在 find("even") 和 find(" don't") 之前進(jìn)行評(píng)估。這確保了后續(xù)的替換調(diào)用對(duì)修改后的字符串進(jìn)行操作，產(chǎn)生正確的結(jié)果。
- 在其他實(shí)現(xiàn)中，例如 GCC 和 Visual Studio，find("even") 和 find(" don't")可以在replace(0, 4, "")之前進(jìn)行評(píng)估。這可能會(huì)導(dǎo)致不正確的結(jié)果，因?yàn)?find 調(diào)用對(duì)原始的、未修改的字符串進(jìn)行操作，可能會(huì)找到與預(yù)期不同的位置。
指定與未指定的行為
需要注意的是，此代碼不調(diào)用未定義的行為。未定義的行為通常涉及訪問未初始化的變量或嘗試訪問其邊界之外的內(nèi)存。在這種情況下，所有副作用都發(fā)生在函數(shù)調(diào)用內(nèi)，并且代碼不會(huì)訪問無效的內(nèi)存位置。
但是，代碼確實(shí)表現(xiàn)出未指定的行為，這意味著C 標(biāo)準(zhǔn)沒有定義子表達(dá)式的求值。這可能會(huì)導(dǎo)致不同的編譯器產(chǎn)生不同的結(jié)果，甚至同一程序的不同運(yùn)行。
建議的更改
C 標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)已認(rèn)識(shí)到此問題并提出更改以細(xì)化表達(dá)式求值順序慣用語 C .對(duì) C 20 中的 [expr.call]p5 的擬議更改指定“后綴表達(dá)式在表達(dá)式列表中的每個(gè)表達(dá)式和任何默認(rèn)參數(shù)之前排序”，這將消除此代碼中未指定的行為。
以上是'C 編程語言”中的函數(shù)鏈?zhǔn)欠癖憩F(xiàn)出未指定的行為？的詳細(xì)內(nèi)容。更多信息請(qǐng)關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！
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