关于C/C++ 表达式求值顺序

　　导语：表达式求值顺序不同于运算结合性和优先级。下面是一个经典例子，被 ISO C99/ C++98 /03 三大标准明确提到：他的结果是不确定(unspecified) 的。下面是关于C/C++ 表达式求值顺序，欢迎学习：

　　i = ++i + 1; // The behavior is unspecified

　　在介绍概念之前，我们先解释一下它的结果。这个表达式( expression )包含3个子表达式( subexpression ):

　　e1 = ++i

　　e2 = e1 + 1

　　i = e2

　　这三个子表达式都没有顺序点( sequence point )，而 ++ i 和 i = e3 都是有副作用( side effect )的表达式。由于没有顺序点，语言不保证这两个副作用的顺序。

　　更加可怕的是，如果i 是一个内建类型，并在下一个顺序点之前被改写超过一次，那么结果是未定义(undefined)的!比如本例中如果有:

　　int i = 0x1000fffe;

　　i = ++i + 1; // The result is undefined!!

　　你也许会认为他的结果是加1 或者加2，其实更糟糕 —— 结果可能是 0x1001ffff 。他的高字节接受了一个副作用的内容，而低字节则接受了另一个副作用的内容! 如果i 是指针，那么将很容易造成程序崩溃。

　　为什么要这么做呢?因为对于编译器提供商来说，未确定的顺序对优化有相当重要的作用。比如，一个常见的优化策略是“减少寄存器占用和临时对象”。编译器可以重新组织表达式的求值，以便尽量不使用额外的寄存器以及临时变量。更加严格的说，即使是编译器提供商也无法完全彻底序列化指令(比如无法严格规定读和写的顺序)，因为CPU本身有权利修改指令顺序，以便达到更高的速度。

　　下面的术语以 ISO C99 和 C++03为准。译名为参考并附带原术语对照，如有解释不当或者错误望指正。

　　表达式有两种功能。每个表达式都产生一个值( value )，同时可能包含副作用( side effect )，比如：他可能修改某些值。

　　规则的核心在于顺序点( sequence point ) [ C99 6.5 Expressions 条款2 ] [ C++03 5 Expressions 概述条款4 ]。这是一个结算点，语言要求这一侧的求值和副作用(除了临时对象的销毁以外)全部完成，才能进入下面的部分。 C/C++中大部分表达式都没有顺序点，只有下面五种表达式有：

　　1 函数。函数调用之前有一个求值顺序点。

　　2 && || 和 ?: 这三个包含逻辑的表达式。其左侧逻辑完成后有一个求值顺序点。

　　3 逗号表达式。逗号左侧有一个求值顺序点。

　　注意，他们都只有一个求值顺序点，2和3的右侧运算结束后并没有求值顺序点。

　　在两个顺序点之间，子表达式求值和副作用的顺序是不确定的。假如代码的结果与求值和副作用发生顺序相关，我们称这样的代码有不确定的.行为(unspecified behavior)。而且，假如期间对一个内建类型执行一次以上的写操作，则是未定义行为(undefined behavior)——我们知道，未定义行为带来最好的后果是让你的程序立即崩掉。

　　n = n++; // 两个副作用，对于内建对象产生是未定义行为

　　几乎所有表达式，求值顺序都不确定。比如，下面的加法， f1 f2 f3的调用顺序是任意的:

　　n = f1() + f2() + f3(); // f1 f2 f3 调用顺序任意

　　而函数也只在实际调用前有一个求值顺序点。所以，常见于早期 C 语言教材的这类题目，是错题：

　　printf("%d",--a+b,--b+a); // --a + b 和 --b + a 这两个子表达式，求值顺序不确定

　　天啊，甚至可能出现未定义行为?那么坚决不写与实现相关的代码是最好的对策。即使是不确定行为(比如函数调用时) 只要没有顺序点编译器怎么做方便就怎么做。有些人认为函数调用参数求值与入栈顺序相关，这是一种误导。这个东西要解释，无异于事后诸葛亮：

　　void f( int i1, int i2, int i3, int i4 ){

　　cout<< i1 << ' ' << i2 << ' ' << i3 << ' ' << i4 << endl;}

　　int main(){

　　int i = 0;

　　f( i++, i++, i++, i++ );}

　　这个有四个表达式求值，同时每个表达式都有负作用。这八个操作顺序是任意的，那么结果如何?未定义。