C语言中的顺序点

C语言中的顺序点是什么情况？

在 C 语言中，我们经常会碰到很多新奇的写法，比如：

a[i]=i++;
i++ * i++;
i = i++;
a^=b^=a^=b; //swap a, b

而这些表达式，虽然看上去很简洁，但是结果可能是不确定的。因为 ANSI C 中并没有对这些行为定义。

通常来说，在 C 中，有 3 种情况：

• implementation-defined：就是 ANSI C 标准中有明确定义的，编译器必须保证标准所列的特性都已经实现
• unspecified：尽管 ANSI C 中有明确定义，但是并没有明确说明应该具有那些特性，也就是说编译器可以自己做一种选择，只要实现了标准所定义的
• undefined：未定义，也就是编译器可以不具有这种功能或特性，甚至不接受带有这种特性的程序

现在，我们再回过头来，看看这些新奇的写法。发现这些语句都有一个特点：在同一个语句中，一个 object 被引用两次以上，且值被修改。

要解释这种复杂的表达式，我们先来看一个在 C/C++ 语言中经常提到的一个概念： sequence point 。我们可以把它翻译为 “顺序点”，但是我更愿意翻译为检查点。

sequence point 在 C 标准文档中是这样定义的：

A sequence point is a point in time at which the dust has settled and all side effects which have been seen so far are guaranteed to be complete.

翻译过来，意思就是说检查点是指在这个点之前的所有操作和副效果，都会被处理完，然后才会处理检查点之后的东西。 在 ISO IEC 的 Annex C 中，对一个检查点，有明确的说明。说的有点细，我们可以借用 c-faq 上所总结的 3 点：

at the end of the evaluation of a full expression (a full expression is an expression statement, or any other expression which is not a subexpression within any larger expression);
at the ||, &&, ?:, and comma operators;
at a function call (after the evaluation of all the arguments, and just before the actual call).

也就是说:

• 在一个表达式的赋值最后
• 在 ||，&&，?:
• 逗号
• 在函数调用的地方
  都是检查点。

也许现在，你可能还是不能很好的把握 sequence point 。那我们以 自增/自减 操作为例，进行一下说明：

我们都知道自增和自减操作都有两步语义，一个是赋值，另外一个是 加/减。哪个先做？那就看是 ++i, 还是 i++ 了，但是另外一个什么时候做， ANSI C 没有定义， ANSI C 只定义了在检查点的地方，你把这些副操作全部做了就 OK 。但是如果在一个检查点内部，副操作应该什么时候做？那就看你用的是哪个编译器了。

再看 i=i++;这个语句。检查点在语句结束的地方，但是在检查点内部，却两次引用了 i，且修改了 i 的值。那么最后 i 的值是加了 1, 还是没变？由于 ANSI C 没有明确定义，所以只能看编译器是怎么处理这种情况了。换句话说，在不同的编译器下，这个语句的执行结果可能不一样，这在程序中是绝对不允许的！

开头所列的其他例子，都是这个道理。那么这个表达式是否有问题： i++ && i++ ？ 这个表达式是正确的， WHY ？回过头来看检查点的定义， && 是一个检查点，也就是说副操作执行的顺序被 ANSI C 严格定义了 , 那么也就不存在二义性问题了。

arr[i] = arr[i++];//undefined behavior
arr[i] = arr[i + 1];//这个是对的

在上面的例子中，第一个写法是错误的：由于该语句只有一个检查点——解释语句尾。由于其造成了歧义：等号和i++之间的赋值到底哪个先？这是不确定的，所以此为未定义行为。

第二个写法是对的：后面的i + 1并没有改变i的值，也没有赋值行为，所以没有造成歧义。是正确的。

总结

也就是说再一个语句开始时到一个检测点之间不可以对同一个对象进行两次以上的操作，因为这会造成未定义的行为

参考资料

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