g++ "warning: iteration ... invokes undefined behavior" 表示看似无关的变量

Question

考虑 strange.cpp 中的以下代码：

#include <vector> 


using namespace std;


int i = 0;


int *bar()
{   
    ++i;
    return &i; 
}   


int main()
{   
    for(size_t j = 0; j < 99999999999; ++j) // (*)
    {   
        const auto p = bar();
        if(!p) // (**)
            return -1; 
    }   
}

用 g++ 编译会给出警告：

$ g++ --std=c++11 -O3 strange.cpp 
strange.cpp: In function ‘int main()’:
strange.cpp:12:12: warning: iteration 4294967296ul invokes undefined behavior [-Waggressive-loop-optimizations]
         ++i;
            ^
strange.cpp:19:9: note: containing loop
         for(size_t j = 0; j < 99999999999; ++j) // (*)
         ^

我不明白为什么增量会调用未定义的行为。此外，还有两个变化，每个变化都使警告消失：

将行 (*) 更改为 for(int j...
将行 (**) 更改为 if(!*p)

此警告的含义是什么，为什么要进行相关更改？

备注

$ g++ --version
g++ (Ubuntu 4.8.4-2ubuntu1~14.04) 4.8.4

Answer 1

增量未定义，因为一旦 i 达到 std::numeric_limits<int>::max()（在 32 位、LP64 或 LLP64 平台上为 2³¹ - 1），递增它会溢出，这是有符号整数类型的未定义行为。

gcc 在迭代 4294967296ul (2³²) 而不是迭代 2147483646u (2³¹) 上发出警告，如您所料，因为它不知道i的初始值；一些其他代码可能在 main 之前有运行以将 i 设置为 0 以外的其他内容。但是一旦输入 main，没有其他代码可以运行改变 i，因此一旦 2³² 迭代完成，它将在某个时刻达到 2³¹ - 1 溢出。

"fixes" 把循环的控制条件变成同义反复的真表达式；这使得循环成为无限循环，因为循环内的 if 永远不会执行，因为 &i 不能是空指针。 Infinite loops can be optimized away，所以gcc去掉了循环体，不会出现i的整数溢出。
"fixes" 它通过允许 gcc 摆脱未定义的整数溢出行为。防止整数溢出的唯一方法是 i 有一个负的初始值，这样在某个时候 i 达到零。这是可能的（见上文），唯一的选择是未定义的行为，所以它必须发生。所以i归零，循环里面的if执行，mainreturns-1.

g++ "warning: iteration ... invokes undefined behavior" 表示看似无关的变量

g++ "warning: iteration ... invokes undefined behavior" for Seemingly Unrelated Variable

c++

g++

compiler-warnings