筆試實例：＂序列點＂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＂是什么

　　序列點是一個時間點(在整個表達式全部計算完畢之后或在||、&&、? : 或逗號運算符處, 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之間, 一個對象所保存的值至多只能被表

筆試實例：＂序列點＂是什么

　　達式的計算修改一次。而且前一個值只能用于決定將要保存的值。第二句話比較費解。它說在一個表達式中如果某個對象需要寫入, 則在同一表達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，要從序列點說起。

　　序列點是程序中這樣的一些點：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)定一個完整的表達式結(jié)束之后有一個序列點，而例子中i = i++是位于兩個序列點之間的。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。

　　如何避免由序列點造成的這種未定義行為，有一句經(jīng)典但有點晦澀的編程規(guī)則：“在相鄰的兩個序列點之間，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(詳細說明請參考標(biāo)準(zhǔn))：

　　·完整聲明之后

　　·完整表達式之后

　　·進入函數(shù)時與退出函數(shù)時

　　·|| && ?: , 四個操作符的第一個操作數(shù)之后

　　最后一個似乎有點奇怪，為啥 + - 操作符之前就沒有序列點，|| &&之前就有呢?a+b之間沒有序列點而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)之后有序列點了，切記。

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