C缺陷与陷阱 — 3 深入理解表达式

目录

1 表达式的运算次序

1.1 自增或自减操作符

1.2 函数参数

1.3 函数指针

1.4 函数调用

1.5 嵌套赋值语句

2 函数调用不作为函数参数

3 赋值语句的谨慎使用

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1 表达式的运算次序

除了少数操作符（函数调用操作符 ( )、&&、| |、? : 和 ,）之外，子表达式所依

据的运算次序是未指定的并会随时更改。注意，运算次序的问题不能使用括号来解决，因为这不是优先级的问题。将复合表达式分开写成若干个简单表达式，明确表达式的运算次序，就可以有效消除非预期副作用。

1.1 自增或自减操作符

b[i] 的运算是先于还是后于 i ++ 的运算，表达式会产生不同的结果。i++ 是后置自增运算符，这意味着它会在表达式求值后增加 i 的值。因此，b[i] 的运算会使用 i 的当前值，然后 i 的值会增加 1。

x = b[i] + i++;

把自增运算做为单独的语句，可以避免这个问题。

x = b[i] + i;
i++;

1.2 函数参数

函数参数通常从右到左压栈，但函数参数的计算次序不一定与压栈次序相同。函数参数的求值顺序是未定义的，这意味着编译器可以以任意顺序计算参数表达式的值。例如：

x = func(i++, i);

在您提供的示例 x = func(i++, i); 中，参数 i++ 和 i 的求值顺序是不确定的，这可能导致 func 函数接收到的参数值是不确定的。为了确保代码的可预测性和正确性，应该修改代码明确先计算第一个参数：

i++;
x = func(i, i);

1.3 函数指针

函数调用中的参数求值顺序是未定义的，其中成员函数的地址和参数的计算次序同样是未定义的。例如：

p->task_start_fn(p++);

成员函数 task_start_fn 的地址和 p++ 的值都是在调用之前计算的，但是它们的计算顺序是不确定的。这意味着 p++ 可能会在 task_start_fn 的地址被计算之前或之后执行，导致 task_start_fn 可能被调用时使用的是 p 的原始值或增加后的值，这是不可预测的。

为了避免这种不确定性，您应该将 p++ 的计算与函数调用分开，确保 p 的值在调用函数之前已经被正确地更新。正确的做法是：

p->task_start_fn(p);
p++;

1.4 函数调用

C 语言标准为了给编译器实现留有一定的灵活性，并没有指定加法表达式中函数调用的先后顺序。例如如下示例：

int g_var = 0;
int fun1()
{g_var += 10;return g_var;
}int fun2()
{g_var += 100;return g_var;
}int x = fun1() + fun2();

编译器可能先计算fun1()，也可能先计算fun2()，由于x的结果依赖于函数fun1()、fun2()的计算次序，则上面的代码存在问题。应该修改代码明确fun1、fun2的计算次序：

int x = fun1(); 
x = x + fun2();

1.5 嵌套赋值语句

表达式中嵌套赋值操作可能会引入一些副作用，并且这些副作用可能会导致代码的执行结果依赖于特定的运算顺序。为了消除这种依赖于特定运算顺序的风险，最好是避免在表达式中进行嵌套赋值。例如下面的表达式：

x = y = y++;

y++ 是后置自增运算符，意味着 y 的值会在表达式求值后增加。这个表达式首先将 y 的当前值赋给 x 和 y，然后 y 的值增加 1。但是，由于 y 被赋值了两次，这可能会导致 x 和 y 的值不一致，因为 y 在自增后再次被赋值。

2 函数调用不作为函数参数

函数作为参数时，由于参数压栈次数不是代码可以控制的，可能造成未知的输出。因此谨慎将函数调用作为另一个函数的参数使用，否则对于代码的调试、阅读都不利。

int g_var;
int fun1()
{g_var += 10;return g_var;
}int fun2()
{g_var += 100;return g_var;
}int main(int argc, char *argv[], char *envp[])
{g_var = 1;printf("func1: %d, func2: %d\n", fun1(), fun2());g_var = 1;printf("func2: %d, func1: %d\n", fun2(), fun1());
}

优化后先将函数调用的结果赋值给对应的变量，再使用这些变量进行输出。

int main(int argc, char *argv[], char *envp[])
{g_var = 1;int result_fun1 = fun1();int result_fun2 = fun2();printf("incrementByHundred: %d, incrementByTen: %d\n", result_fun1, result_fun2);
}

3 赋值语句的谨慎使用

赋值语句不要写在if等语句中，因为if语句中，会根据条件依次判断，如果前一个条件已经可以判定整个条件，则后续条件语 句不会再运行，所以可能导致期望的部分赋值没有得到运行。例如：

int main(int argc, char *argv[], char *envp[])
{int a = 0;int b;if ((a == 0) || ((b = fun1()) > 10)){printf("a: %d\n", a);}printf("b: %d\n", b);
}