在 C99 中的复合文字中使用后缀/前缀增量运算符

Question

有一个从 CARM 借来的示例（CA Reference Manual, Samuel P. Harbison III, Guy L. Steele Jr., 2002, Prentice Hall），第 218-219 页。 我在一个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 function 不能正常工作：

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 function 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 function 的这两个变体在 i 的后缀/中缀增量返回的值（在复合文字中）不同。 在第一种情况下，它是临时值。 后缀自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 的第 226 页）。 请帮我理解。 （对不起我的英语不好）。

Answer 1

我不认为这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++}; ，有一个棘手的问题是i++之后是否有一个序列点，这似乎取决于i++是否是一个完整的表达式。 在 C17 中明确指出，不属于复合文字一部分的初始化程序是完整表达式，这似乎暗示i++不是完整表达式并且没有序列点。 在这种情况下，有问题的语句将是未定义的行为， p[i]=(int [1]){++i};也是如此。 在你的版本中。

但是，C99 似乎没有“不是复合文字的一部分”异常，所以我不太确定那里的情况。 但是即使在i++的副作用之后有一个序列点，据我所知， =的左右两边的求值顺序是未指定的。 因此，如果编译器选择先评估右侧（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。 同样的道理，最后一条语句变成了p[5] = (int [1]){4} ，它也是 UB，因为p的长度为 5。

对于始终选择该顺序的编译器，您的代码将起作用； 但是对于选择其他顺序的编译器，您的代码可能变为p[-1] = (int [1]){0} ，这同样是 UB。 所以我不认为你的版本是严格正确的。

H&S 可能不应该这么聪明，只是写了

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++;

然后代码将是正确的，并且会按照他们所说的去做： p[0], ..., p[4]包含五个不同的指针，所有指针都指向int s，其生命周期继续通过printf循环，这样*(p[0]) == 0 , *(p[1]) == 1等。