Question

#include<stdio.h>
#define CUBE(x) (x*x*x)

int main()
{
int a, b=3;
a = CUBE(++b);
printf("%d, %d\n", a, b);
return 0;
}

此代码返回a=150和b=6的值。请解释一下。

我认为当它执行时a的值将被计算为a=4*5*6=120但根据编译器不是真的，所以请解释逻辑......

Answer 1

没有逻辑，它是未定义的行为，因为

++b * ++b * ++b;

修改并读取b 3次，没有交错序列点。

奖励：如果您尝试CUBE(1+2)，您会看到另一种奇怪的行为。

Answer 2

除了Luchian Grigore所说的（这解释了为什么你会观察到这种奇怪的行为），你应该注意到这个宏可怕：它会导致微妙且非常难以追踪的bug，特别是当使用具有副作用的语句（如++b）调用时，因为这会导致语句多次执行。

你应该从中学到三件事：

从不在宏中多次引用宏参数。虽然这条规则有例外，但您应该将其视为绝对的。
尝试避免使用包含副作用的语句调用宏。
尽可能避免类似函数的宏。请改用内联函数。

Answer 3

它的undefined behavior更改一个序列中的同一个变量。因为这个原因，您将使用不同的代码编译器获得不同的结果。

我偶然得到了与我的编译器相同的结果a = 150 and b = 6。

gcc version 4.6.3 (Ubuntu/Linaro 4.6.3-1ubuntu5)

您的宏表达式a = CUBE(++b);扩展为

a = ++b * ++b * ++b;

b在full expression.结束前更改一次。

但我的编译器如何在低级别转换此表达式（可能是您的编译器做的类似，您可以尝试使用相同的技术）。为此，我使用-S选项编译了源代码C，并得到了汇编代码。

gcc x.c -S

您将获得x.s个文件。

我正在展示部分有用的asm代码（读取评论）

_{因为您想知道150如何输出，这就是为什么我要添加我的答案}

movq    %rsp, %rbp
.cfi_def_cfa_register 6
subq    $16, %rsp
movl    $3, -8(%rbp)    // b =  3 

addl    $1, -8(%rbp)    // b =  4
addl    $1, -8(%rbp)    // b =  5

movl    -8(%rbp), %eax  // eax = b  
imull   -8(%rbp), %eax  // 5*5 = 25

addl    $1, -8(%rbp)    // 6  `b` become 6 and

imull   -8(%rbp), %eax  // 6 * 25 = 150 
movl    %eax, -4(%rbp)  // 150 assign to `a` become 150 

movl    $.LC0, %eax     // printf function stuff...
movl    -8(%rbp), %edx
movl    -4(%rbp), %ecx
movl    %ecx, %esi
movq    %rax, %rdi

在检查这个汇编代码时，我可以理解它评估表达式 a = 5 * 5 * 6因此a变为150，并且在三个增量后b变为6。

_{虽然不同的编译器会产生不同的结果，但我认为150仅对b=3的{{1}}以及5*5*6}

中的表达式进行评估

解释这个C程序的输出？

3 个答案: