C++：评估顺序运算符时忽略括号

Question

首先，我必须说这里提出的问题已经为我解决了，我想知道：

我误会了什么，
如果编译器出错（我知道这种情况很少见）（是gcc 4.8.4）。

我想计算一个二维向量的范数，它的坐标只在那个时刻计算。比方说，我想计算 || (x0, y0) - (x1, y1) || ，通过公式 sqrt((x0-x1)**2 + (y0-y1)**2) 。只需要保存结果。

出于性能原因，平方是通过自乘来完成的，我希望减法和对变量的访问只进行一次。我希望总计在运行时高效，并且以某种方式优雅地编码。我想到了三种可能：

重复两次x0 - x1和y0 - y1，希望编译器的优化步骤能检测到重复，
使用内联函数，
同时使用缓冲区变量和顺序运算符。

我决定尝试最后一个选项。

现在考虑以下代码：

#include <cmath>
#include <stdio.h>

int main (void)
{
    float x0 (-1), x1 (2), y0 (13), y1 (9), result, tmp;

    result = std::sqrt ((tmp = x0 - x1, tmp * tmp) + (tmp = y0 - y1, tmp * tmp));
    printf ("%f\n", result);
}

我知道我必须获得5.000000，但我获得了5.656854，即sqrt((y0-y1)**2 + ((y0-y1)**2))。

我可以得到想要的结果：

#include <cmath>
#include <stdio.h>

int main (void)
{
    float x0 (-1), x1 (2), y0 (13), y1 (9), result, tmp, tmp2;

    result = std::sqrt ((tmp = x0 - x1, tmp * tmp) + (tmp2 = y0 - y1, tmp2 * tmp2));
    printf ("%f\n", result);
}

这就像首先评估顺序运算符的第一部分，忽略括号和第一个顺序运算符的 return 值。似乎有点尴尬；我在这里错过了 C++ 定义中的某些内容吗？

注意：在测试期间将优化设置为开或关不会改变任何内容。

Answer 1

operator + 的两边可以交错求值。特别是，括号中的两个赋值中的每一个都必须在其右侧的乘法之前发生（在正确的代码中，即您的第一个变体不是），但不必在另一个赋值之前发生。此外，允许在一个赋值和匹配的乘法之间发生另一个赋值。

因此，您的第一个变体调用了未定义的行为，因为它包含 tmp 的两个未排序的修改。所以从字面上看，每个结果都是合法的，包括崩溃或 NaN。

一般来说，请记住 "your code is clever" 不是恭维。保持简单，如果你真的必须优化减法（你很可能不需要）：

auto dx = x0 - x1;
auto dy = y0 - y1;
auto result = std::sqrt(dx * dx + dy * dy);

Answer 2

这一行：

result = std::sqrt ((tmp = x0 - x1, tmp * tmp) + (tmp = y0 - y1, tmp * tmp));

您应该避免修改您在同一表达式中别处使用的值。大多数运算符不能保证以任何特定顺序评估其操作数（例外情况是 &&、||、?: 和逗号运算符）。在这种情况下，此表达式中 + 运算符的操作数可以按任何顺序求值，而不必一次全部求值，因此您的代码具有未定义的行为。

此外，除非您分析了您的代码并且知道您需要对特定语句进行严格优化，否则您应该更喜欢清晰而不是巧妙的技巧。

C++：评估顺序运算符时忽略括号

C++ : parentheses ignored when evaluating sequential operators

c++

comma

parentheses

g++4.8