Mdr-C-Tutorial

主题

6.5.1 一般规定 ​

IMPORTANT

这一小节是整个表达式章节的地基。尤其要注意“未定序求值”和“有效类型”两组规则，它们是大量未定义行为与别名问题的来源。

  1. 表达式是由运算符和操作数组成的序列。它可以：

    • 计算一个值；
    • 指代一个对象或函数；
    • 产生副作用；
    • 或者同时完成其中若干项。

  2. 一个运算符的各个操作数，其值计算都先于该运算符结果的值计算。

  3. 如果对同一个标量对象的某个副作用，与下列任一操作之间是未排序关系，则行为未定义：

    • 对同一标量对象的另一个副作用；
    • 使用该标量对象当前值的值计算。

  4. 若某个表达式的子表达式存在多种允许的求值顺序，只要其中任意一种顺序会产生这种未排序副作用冲突，整体行为就是未定义的。

标准给出的典型例子
c
i = ++i + 1;
a[i++] = i;

这类写法未定义；而下面这样的写法是允许的：

c
i = i + 1;
a[i] = i;

  1. 运算符和操作数如何分组，由语法决定。语法同时给出了优先级层次；本章的大节顺序，基本就是从高优先级到低优先级。

  2. 除非标准后文另有规定，子表达式之间的副作用和值计算通常是未定序的。

  3. 按位运算符 ~、<<、>>、&、^、| 都要求整数类型操作数。它们的结果与整数内部表示有关，因此对有符号类型会涉及实现定义或未定义的方面。

  4. 如果表达式求值过程中出现异常条件，例如：

    • 结果在数学上无定义；
    • 结果超出其类型的可表示范围；

    则行为未定义。

有效类型 ​

  1. 对一个对象已存值的访问，其有效类型通常是该对象的声明类型。

  2. 对没有声明类型的对象：

    • 若通过某个非非原子字符类型左值写入值，则该左值类型会成为该对象后续访问的有效类型；
    • 若通过 memcpy、memmove 或字符类型数组复制值，则复制来源对象的有效类型会传递给目标对象；
    • 其他访问场景下，对象的有效类型就是用于访问它的左值类型。

  3. 一个对象的已存值，只能通过以下类型的左值访问：

    • 与该对象有效类型兼容的类型；
    • 与其兼容类型对应的限定版本；
    • 与其底层类型兼容的有符号或无符号类型；
    • 与上述底层类型对应限定版本兼容的有符号或无符号类型；
    • 包含上述某种成员类型的聚合类型或联合体类型；
    • 字符类型。

WARNING

这就是通常所说的“严格别名”约束来源。不是“只要内存布局看起来一样就能随便换类型读”。

浮点表达式收缩 ​

  1. 浮点表达式可以被收缩（contracted），也就是把多步运算当作单个运算来求值，从而省略源码中本来会发生的中间舍入。

  2. <math.h> 中的 FP_CONTRACT pragma 可以禁止这种收缩；否则，是否收缩以及怎样收缩，都由实现定义。

  3. 涉及十进制浮点类型的运算，应按 ISO/IEC 60559 的语义求值，包括优选量子指数的结果规则。