筆試實例：＂序列點(diǎn)＂是什么

時間：2023-04-04 18:38:12 筆試題目我要投稿

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筆試實例：＂序列點(diǎn)＂是什么

　　序列點(diǎn)是一個時間點(diǎn)(在整個表達(dá)式全部計算完畢之后或在||、&&、? : 或逗號運(yùn)算符處, 或在函數(shù)調(diào)用之前), 此刻塵埃落定, 所有的副作用都已確保結(jié)束。ANSI/ISO C 標(biāo)準(zhǔn)這樣描述:在上一個和下一個序列點(diǎn)之間, 一個對象所保存的值至多只能被表

筆試實例：＂序列點(diǎn)＂是什么

　　達(dá)式的計算修改一次。而且前一個值只能用于決定將要保存的值。第二句話比較費(fèi)解。它說在一個表達(dá)式中如果某個對象需要寫入, 則在同一表達(dá)式中對該對象的訪問應(yīng)該只局限于直接用于計算將要寫入的值。這條規(guī)則有效地限制了只有能確保在修改之前才訪問變量的表達(dá)式為合法。例如i = i+1 合法, 而a[i] = i++ 則非法

　　拓展：

　　int i = 3;

　　i = i++;

　　cout << i;

　　結(jié)果是什么?有人可能會說是3，也有人可能會說是4，更多的人在罵出題的人白癡，但這語句究竟有何問題呢?未必每個人都清楚。

　　有些人也許馬上會說，這是“未定義行為”。沒錯，這是一個典型的未定義行為。i = i++這個表達(dá)式合乎C++語法，能夠順利編譯通過，但是執(zhí)行的結(jié)果，標(biāo)準(zhǔn)說“未定義”。為什么是“未定義”，深究起來，要從序列點(diǎn)說起。

　　序列點(diǎn)是程序中這樣的一些點(diǎn)：通俗地說，執(zhí)行至此，之前的語句都已經(jīng)徹底執(zhí)行干凈執(zhí)行完了，之后的語句還完全沒開始執(zhí)行;更常見、更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)曰逎恼f法是，之前的語句對現(xiàn)場環(huán)境的改變已經(jīng)全部完成，之后的語句對現(xiàn)場環(huán)境的改變還沒有開始。啥是現(xiàn)場環(huán)境呢?就是程序執(zhí)行到某一點(diǎn)的那個狀態(tài)，包括變量的內(nèi)容、文件的內(nèi)容等。

　　這跟最開始那個例子有什么關(guān)系呢?關(guān)鍵的問題來了：標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，兩個序列點(diǎn)之間，程序執(zhí)行的順序可以是任意的。沒錯，正如你猜的那樣，C++標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定一個完整的表達(dá)式結(jié)束之后有一個序列點(diǎn)，而例子中i = i++是位于兩個序列點(diǎn)之間的。編譯器可以先算完i++，再寫結(jié)果給i，也可以先將i = i，再令i++。按前面的方法算，i先自增變?yōu)?，然后i++返回3，于是i被賦值為3;按后一種方法算，i先被賦值為3，隨后自增變成4。標(biāo)準(zhǔn)說了，這兩種處理方法，編譯器你愛選那種就選哪種，隨便。如果誰寫的程序像這樣依賴執(zhí)行的順序，讓他自己哭去!

　　等等，有人要問了，++的優(yōu)先級難倒不是高于=嗎?顯然應(yīng)該先執(zhí)行++啊。這里有個概念的問題，前一段說的編譯器先算i = i，絕不是說令=的優(yōu)先級比++還高了。如果那樣的話，表達(dá)式將變成 (i = i)++，也就是i.operator = (i). operator ++，執(zhí)行++的主體變成i = i這個表達(dá)式的返回值了。上一段所說的先計算i = i，實際上還是先計算i++，只不過是先返回了i的值，然后推遲了將i自增1的操作先去干別的(i = i)去了，回頭再來給i自增1。

　　——“什么，你說先干別的就先干別的，憑什么!”

　　嗯，我再重復(fù)一遍，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，兩個序列點(diǎn)之間，程序執(zhí)行的順序可以是任意的。

　　——“不是吃飽了撐的嘛，標(biāo)準(zhǔn)搞這個干啥?嚴(yán)格按照順序執(zhí)行不就完了嘛”。

　　C++標(biāo)準(zhǔn)弄這么復(fù)雜自然是有道理的。C++是極為重視執(zhí)行效率的語言，這樣做給了編譯器優(yōu)化的空間。比如考慮

　　int j = i++;

　　如果非得把i++執(zhí)行干凈了再干別的，那就不得不 temp = i; i += 1; j = i; 。如果允許編譯器打亂順序執(zhí)行呢，直接 j = i; i +=1; 就好了，省了一個temp倒一次的過程。

　　多說一句，一些更高層的語言，不是像C++這種極為重視效率的，比如Java，上面的例子就完全沒有問題。Java完全不允許你編譯器亂搞，上面那個例子，在Java中一定是先把i++徹底執(zhí)行干凈了返回3，再進(jìn)行賦值，賦值完之后不會再有別的操作了，所以結(jié)果一定是3。

　　如何避免由序列點(diǎn)造成的這種未定義行為，有一句經(jīng)典但有點(diǎn)晦澀的編程規(guī)則：“在相鄰的兩個序列點(diǎn)之間，一個對象只允許被修改一次，而且如果一個對象被修改則在這兩個序列點(diǎn)之間只能為了確定該對象的新值而讀一次”。其實明白了序列點(diǎn)具體是怎么回事，這個規(guī)則應(yīng)該就很容易明白了。由于序列點(diǎn)之間程序執(zhí)行順序不確定，一個對象被修改多次的話最后留下的是哪次的結(jié)果就不確定。另外如果一個對象同時存在讀取和修改，只有根據(jù)讀取的結(jié)果來修改才是合法的，否則就會出現(xiàn)是先改完再讀還是先讀完再改的混亂。

　　最后再說一下最新的C++2003標(biāo)準(zhǔn)中定義的序列點(diǎn)(詳細(xì)說明請參考標(biāo)準(zhǔn))：

　　·完整聲明之后

　　·完整表達(dá)式之后

　　·進(jìn)入函數(shù)時與退出函數(shù)時

　　·|| && ?: , 四個操作符的第一個操作數(shù)之后

　　最后一個似乎有點(diǎn)奇怪，為啥 + - 操作符之前就沒有序列點(diǎn)，|| &&之前就有呢?a+b之間沒有序列點(diǎn)而a||b之間就有，不公平啊。

　　嗯，你猜的沒錯，是為了短路。

　　不過要是手賤重載了默認(rèn)的||和&&，他們可就視同普通函數(shù)，不會在第一個操作數(shù)之后有序列點(diǎn)了，切記。

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