将C程序确定化的最简单方法

Question

请考虑下面的C程序：

#include <stdio.h>

int f() {
  printf("f");
  return 1;
}

int g() {
  printf("g");
  return 2;
}

int main() {
  return f() + g();
}

根据C标准，由于“main”函数中的总和包含两个子表达式，并且来自C99标准的以下摘录：“§6.5（…）未指定子表达式的求值顺序以及副作用发生的顺序”，因此该程序没有单一确定性行为。因此，打印“fg”和“gf”都是该程序的有效输出。实际上，给定的编译器将选择一个固定的求值顺序（例如，在这种情况下，gcc的求值顺序是从左到右），但是如果我想可靠地比较不同编译器之间的输出，则需要确保我的程序具有单一定义行为。我的问题是：最简单的方法是什么？有没有一种方法可以避免使用临时变量（例如，“int tmp = f();return tmp + g();”）？

- anol

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这是一个相当学术的练习。在实践中，您不会对执行此类输出的函数的结果进行求和（或乘法、减法等）。 - Fred Foo

同时，编译器的求值顺序不一定是固定的。如果编译器可以通过重新排列操作来进行优化，那么它会这样做。 - Fred Foo

Answer 1

答案直截了当：避免未指定的行为。

对于您的示例情况，如果main的返回值无关紧要，可以使用以下代码：

return f(), g();

逗号运算符可以确保操作数从左到右执行。

如果您需要f() + g()的值，则使用临时变量是必要的。

- Yu Hao

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@MitchWheat：不，但是OP的要求相当离谱。实际上，你要么这样做，要么使用临时变量来线性化操作。 - Fred Foo

我在这里没有看到未定义的行为。UB意味着可能存在“鼻妖”（http://www.catb.org/jargon/html/N/nasal-demons.html），但这在这里***不是***情况。在此程序中，输出可能正确地是两个可能的输出之一，但永远不会出现鼻妖。 - abelenky

@abelenky 所以，"未指定行为"是正确的词语，对吗？ - Yu Hao

是的，看起来维基百科对于未指定行为(Unspecified Behavior)的描述比未定义行为(Undefined Behavior)更合适。 - abelenky

Answer 2

不使用标准方法，最简单的方式是使用临时变量。

- Fabio A. Correa

Answer 3

为了强制执行评估顺序，您需要在函数调用之间设置一个序列点。

最简单的方法是使用本地变量来存储中间结果。

除非您有深度递归或极其严格的内存限制，否则这很少会成为问题。

- Klas Lindbäck