在 C 中循环退出后使用“for”循环迭代器

Question

多年来，我养成了在循环退出后不使用for循环迭代器的值的习惯。 我可以发誓我这样做了，因为它曾经产生编译器警告，但在我最近的代码审查中受到挑战后，我被证明是错误的。

例如，我总是这样做（注意：我们的代码标准禁止使用“break”关键字）：

int i, result;
bool done = false;
for (i=0; i<10 && !done; i++) {
    if (some_condition) {
        result = i;
        done = true;
    }
}
// Value of i may be undefined here

现在，显然可以删除result变量，如果我可以依赖 i 的值。 我认为由于编译器优化，您不能依赖循环迭代器的值。 我只是记得一个幻象教学吗？ 或者这是标准（特别是关于 GNU C）？

Answer 1

在C89 、 C99或C11中访问for语句之后的迭代变量没有任何问题。

 int i;

 for (i = 0; i < 10; i++) {
     /* Some code */
 }

 printf("%d\n", i);  // No magic, the value is 10

从 C99 开始，您还可以使用声明作为for语句的第一个子句，在这种情况下，当然不能在for语句之后使用声明的变量。

Answer 2

不同的语言有不同的规则。 在 Pascal 中，允许编译器在最终增量之后优化存储循环索引，因此它可能是第一个循环终止值，也可能是最后一个有效值。

Answer 3

有很多使用情况下的循环用于不外乎推进迭代器。 这可以在 strlen 的一些实现中看到（尽管不可否认还有其他方法可以做 strlen），以及其他类型的函数，其目标是找到某个限制：

/*find the index of the first element which is odd*/
for (ii = 0; ii < nelem && arry[ii] % 2 == 0; ii++);

如前所述，混淆点可能来自在 for 语句中定义迭代器本身的构造。

一般来说，for 语句非常强大，不幸的是，它们通常从未被充分利用。

例如，同一循环的不同版本可以写成如下（虽然它不会证明使用迭代器的安全性）：

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    int cur, ii = 0, nelem, arry [] = { 1, 2, 4, 6, 8, 8, 3, 42, 45, 67 };
    int sum = 0;

    nelem = sizeof(arry) / sizeof(int);
    /* Look mom! no curly braces! */

    for (
            ii = 0;
            ii < nelem && ((cur = arry[ii]) %2 == 0 ||
                                ((printf("Found odd number: %d\n", cur)||1)));
            ii++, sum += cur
        );
    printf("Sum of all numbers is %d\n", sum);
    return 0;
}

在这种特殊情况下，对于这个特定问题似乎需要做很多工作，但对于某些事情它可能非常方便。

Answer 4

即使for循环的控制变量的值已明确定义，您可能已经被告知避免在for循环之后使用for循环的控制变量，因为该变量的范围的处理方式，尤其是因为处理已更改C++ 的历史（我知道这个问题被标记为“C”，但我认为在循环之后避免使用 for 循环控制变量的基本原理可能起源于这个 C++ 历史）。

例如，考虑以下代码：

int more_work_to_do(void) 
{
    return 1;
}

int some_condition(void)
{
    return 1;
}

int foo()
{
    int i = 100;

    while (more_work_to_do()) {
        int done = 0;

        for (int i = 0; i < 10 && !done; i++) {
            if (some_condition()) {
                done = 1;
            }
        }

        if (done) return i;   // which `i`?
    }

    return 1;
}

在for循环中声明的i一些旧规则下，标记有注释“which i ”的语句返回的值将由for循环确定（VC++ 6 使用这些规则）。 根据用于确定该变量范围的较新的标准规则，返回的值将是在函数开始处声明的i 。

Answer 5

虽然我不可能知道你的习惯是怎么来的，但我可以告诉你我的习惯是如何做到的。 是通过看到这样的代码：

for (i=0u; (i<someLimit) && (found != TRUE); i++)
{
    if (someCondition) found = TRUE;
}
foundIndex = i-1;

基本上，当某些编码规则（例如基于 MISRA）不允许使用 break 关键字时，会编写这样的代码。 如果你不跳出循环，循环通常会给你一个“i”，它与你关心的东西相差一个。

有时，您甚至可以找到：

for (i=0u; (i<someLimit) && (found != TRUE); i++)
{
    if (someCondition) found = TRUE;
}
foundIndex = i;

这在语义上是错误的，并且可以在将“禁止中断关键字规则”引入单元测试未充分覆盖的现有代码库时发现。 听起来可能令人惊讶，但这一切都在那里......