淺談C/C++中的順序點和副作用
C/C++中有一個叫做順序點（Sequence Point）的概念，通常我們并沒有必要去了解和深究。但如果掌握了順序點的概念，一些晦澀的表達式（比如某些無聊的面試題目）可能就會變得簡單明了了。為了介紹順序點，就不得不提到副作用（Side Effect）。
一.副作用(side effect)
表達式有兩種功能:每個表達式都產生一個值( value )，同時可能包含副作用( side effect )。副作用是指改變了某些變量的值。
如:
1:20 //這個表達式的值是20；它沒有副作用，因為它沒有改變任何變量的值。
2:x=5 // 這個表達式的值是5；它有一個副作用，因為它改變了變量x的值。
3:x=y++ // 這個表示有兩個副作用，因為改變了兩個變量的值。
4:x=x++ // 這個表單時也有兩個副作用，因為變量x的值發生了兩次改變。
二.求值順序點
表達式求值規則的核心在于 順序點( sequence point ) [ C99 6.5 Expressions 條款2 ] [ C++03 5 Expressions 概述 條款4 ]。
順序點的意思是在一系列步驟中的一個“結算”的點，語言要求這一時刻的求值和副作用全部完成，才能進入下面的部分。在C/C++中只有以下幾種存在順序點:
1)分號;
2)未重載的逗號運算符的左操作數賦值之后(即','處)
3)未重載的'||'運算符的左操作數賦值之后(即'||'處);
4)未重載的'&&'運算符的左操作數賦值之后(即"&&"處);
5)三元運算符'? : '的左操作數賦值之后(即'?'處);
6)在函數所有參數賦值之后但在函數第一條語句執行之前;
7)在函數返回值已拷貝給調用者之后但在該函數之外的代碼執行之前;
8)每個基類和成員初始化之后;
9)在每一個完整的變量聲明處有一個順序點，例如int i, j;中逗號和分號處分別有一個順序點;
10)for循環控制條件中的兩個分號處各有一個順序點。
對于任意一個順序點，它之前的所有副作用都已經完成，它之后的所有副作用都尚未發生。
在兩個順序點之間，子表達式求值和副作用的順序是不同步的。如果代碼的結果與求值和副作用發生順序相關，稱這樣的代碼有不確定的行為(unspecified behavior).而且,假如期間對一個內建類型執行一次以上的寫操作,則是未定義行為.
任意兩個順序點之間的副作用的發生順序都是未定義的.
如：
- x=x++;
該表達式只有一個順序點，在該順序點之前有2個副作用，一個是自增，一個賦值，這兩個副作用發生的順序是未定義的，即自增運算和賦值運算哪一個先執行是沒有被定義的(注意這個順序跟運算符的優先級是無關的，注意理解運算符優先級的含義)，這個執行次序交由編譯器廠商去自行決定，因此對于不同的編譯器可能會得出不同的結果。
- #include <stdio.h>
- #include <stdlib.h>
- int main(int argc, char *argv[])
- {
- int i=0;
- int m=(++i)+(++i)+(++i)+(++i);
- printf("%d %d\n",m,i);
- system("pause");
- return 0;
- }
對于上述代碼:
在gcc編譯器中運行得到的結果是 11 4
而在Visual Studio 2008中運行得到的結果是 16 4
因為對于
- int i=0;
- int m=(++i)+(++i)+(++i)+(++i);
在兩個分號之間有5個副作用，這5個副作用與子表達式的求值順序是未定義的，對于不同的編譯器會得出不同的結果。
并且在這期間對i進行了不止一次的寫操作，這也是一個未定義的行為，可能會引起任何后果。
還比如:
- x[i]=i++;
- printf("%d %d\n",i++,i++);
- function(x,x++);
這些都是未定義的行為。
因此我們平時在寫代碼時，盡量不要寫出這樣風格不好的代碼，因為它不僅會給程序帶來不確定性，可能會引起任何后果(比如程序崩潰)，而且對于代碼的移植性來說是致命的打擊。
比如:
- x[i]=i++;
可以用這段代碼去代替:
- x[i]=i;
- i++;
- function(x,x++);-> function(x,x);
- x=x+1;
這樣的代碼才是風格良好的代碼。
盡量保證，在兩個相鄰順序點之間同一個變量不可以被修改兩次以上或者同時有讀取和修改，否則，就會產生未定義的行為。
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