在 C99 的复合文字中使用 postfix/prefix 递增运算符

Question

有一个例子来自 CARM（C A 参考手册，Samuel P. Harbison III，Guy L. Steele Jr.，2002，Prentice Hall），第 218-219 页。我在一个来源中编写了所有三个代码块：

#include <stdio.h>

void f1(){
    int *p[5];
    int i=0;
    m:
    p[i]=(int [1]){i};
    if(++i<5)goto m;
    printf("f1: ");
    for(i=0;i<5;++i)
        printf("p[%d]=%d ",i,*(p[i]));
    printf("\n");
    fflush(stdout);
}

void f2(){
    int *p[5];
    int i=0;
    p[i]=(int [1]){i++};
    p[i]=(int [1]){i++};
    p[i]=(int [1]){i++};
    p[i]=(int [1]){i++};
    p[i]=(int [1]){i++};
    printf("f2: ");
    for(i=0;i<5;++i)
        printf("p[%d]=%d ",i,*(p[i]));
    printf("\n");
    fflush(stdout);
}

void f3(){
    int *p[5];
    int i;
    for(i=0;i<5;i++){
        p[i]=(int [1]){i};
    }
    printf("f3: ");
    for(i=0;i<5;++i)
        printf("p[%d]=%d ",i,*(p[i]));
    printf("\n");
    fflush(stdout);
}

int main(){ f1(); f2(); f3(); }

f2 函数无法正常工作：

user@debian:~/test7$ gcc -std=c11 ./carm_1.c -o carm_1
user@debian:~/test7$ ./carm_1
f1: p[0]=4 p[1]=4 p[2]=4 p[3]=4 p[4]=4 
f2: p[0]=-2106668384 p[1]=-2106668408 p[2]=32765 p[3]=2 p[4]=3 
f3: p[0]=4 p[1]=4 p[2]=4 p[3]=4 p[4]=4

但是当我重写它时：

#include <stdio.h>

void f1(){
    int *p[5];
    int i=0;
    m:
    p[i]=(int [1]){i};
    if(++i<5)goto m;
    printf("f1: ");
    for(i=0;i<5;++i)
        printf("p[%d]=%d ",i,*(p[i]));
    printf("\n");
    fflush(stdout);
}

void f2(){
    int *p[5];
    int i=-1;
    p[i]=(int [1]){++i};
    p[i]=(int [1]){++i};
    p[i]=(int [1]){++i};
    p[i]=(int [1]){++i};
    p[i]=(int [1]){++i};
    printf("f2: ");
    for(i=0;i<5;++i)
        printf("p[%d]=%d ",i,*(p[i]));
    printf("\n");
    fflush(stdout);
}

void f3(){
    int *p[5];
    int i;
    for(i=0;i<5;i++){
        p[i]=(int [1]){i};
    }
    printf("f3: ");
    for(i=0;i<5;++i)
        printf("p[%d]=%d ",i,*(p[i]));
    printf("\n");
    fflush(stdout);
}

int main(){ f1(); f2(); f3(); }

f2 函数工作正常：

user@debian:~/test7$ gcc -std=c11 ./carm_2.c -o carm_2
user@debian:~/test7$ ./carm_2
f1: p[0]=4 p[1]=4 p[2]=4 p[3]=4 p[4]=4 
f2: p[0]=0 p[1]=1 p[2]=2 p[3]=3 p[4]=4 
f3: p[0]=4 p[1]=4 p[2]=4 p[3]=4 p[4]=4

为什么？ f2 函数的这两个变体的不同之处在于 i 的 postfix/infix 增量返回的值（在复合文字中）。在第一种情况下，它是临时值。后缀递增运算符的结果不是左值。并且前缀增量运算符的结果也不是左值（根据 CARM 第 226 页）。请帮助我理解。（对不起我的英语）。

Answer 1

我认为这不是关于左值和临时值的问题；而是 H&S 示例中的一个不相关的错误。

在语句p[i]=(int [1]){i++};中，有一个棘手的问题是i++之后是否有序列点，这似乎取决于i++是否是完整表达。在 C17 中明确指出不属于复合文字的初始值设定项是完整表达式，这似乎暗示 i++ 不是完整表达式并且没有序列点。在那种情况下，所讨论的语句将是未定义的行为，就像您版本中的 p[i]=(int [1]){++i}; 一样。

不过，C99好像没有出现“not part of a compound literal”的异常，所以我不太确定是什么情况。但是即使i++的side effect后面有一个sequence point，据我所知，=的左右两侧的求值顺序是未指定的。因此，如果编译器选择首先评估右侧（包括其副作用），则语句变为 p[1] = (int [1]){0}; 并使 p[0] 未初始化，从而在取消引用时导致未定义的行为。出于同样的原因，最后一条语句变为 p[5] = (int [1]){4} 这也是 UB 因为 p 的长度为 5.

对于始终选择该顺序的编译器，您的代码可以工作；但是对于选择其他顺序的编译器，您的代码可能会变成 p[-1] = (int [1]){0} 这同样是 UB。所以我也不认为你的版本是严格正确的。

H&S大概不应该这么聪明，才写的

int i=0; p[i] = (int [1]){i}; i++; p[i] = (int [1]){i}; i++; p[i] = (int [1]){i}; i++; p[i] = (int [1]){i}; i++; p[i] = (int [1]){i}; i++;

那么代码将是正确的并且会按照他们说的去做：p[0], ..., p[4] 包含五个不同的指针，都指向 ints，它们的生命周期在 printf 循环中继续，并且这样 *(p[0]) == 0、*(p[1]) == 1 等

在 C99 的复合文字中使用 postfix/prefix 递增运算符

Using postfix/prefix increment operators in compound literals in C99

c99

postfix-operator

compound-literals

prefix-operator