为什么C++中多个自增/自减操作是有效的，而在C语言中不是？

Question

test.(c/cpp)

#include <stdio.h>

int main(int argc, char** argv)
{
  int a = 0, b = 0;
  printf("a = %d, b = %d\n", a, b);
  b = (++a)--;
  printf("a = %d, b = %d\n", a, b);

  return 0;
}

如果我将上述内容保存为.cpp文件，它会在执行时进行编译并输出以下结果：

a = 0, b = 0
a = 0, b = 1

然而，如果我将它保存为.c文件，就会出现以下错误：

test.c:7:12: error: lvalue required as decrement operator.

< p>在(newValue)--操作之前，(++a)操作不应该被解决吗？有人对此有什么见解吗？

- mkosler

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这行代码 b = (++a)--; 是否属于未定义行为呢？ - LihO

@LihO问：为什么a的递增是在其评估之前进行排序的？ - Andy Prowl

为什么不直接写成 b = a + 1 呢？ - Gaurav Agarwal

@LihO：我同意你的观点，你在最后一个例子中是正确的，但是在OP的问题中不是UB（未定义行为）在我看来。 - Andy Prowl

我认为真正需要理解的教训是，C 代码行数越少并不意味着程序运行得更快。最好写2或3行代码，这样更明显和易于理解。我建议只使用预增/减操作符，并且仅在非常特殊的情况下使用后增/减操作符（即你无法找到其他编写方式时）。 - Josh Petitt

Answer 1

在C语言中，前缀和后缀增量/减量运算符的结果不是一个lvalue。

在C++中，后缀增量/减量运算符的结果也不是一个lvalue，但前缀增量/减量运算符的结果是一个lvalue。

现在在C++中执行像(++a)--这样的操作是未定义的行为，因为您在两个序列点之间修改了对象值两次。

编辑：根据@bames53的评论。在C++98/C++03中这是未定义的行为，但是C++11对序列点的理念进行了更改，现在此表达式被定义了。

- ouah

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C++11取消了序列点的概念，而是只要求读取和修改按顺序进行，这在(++a)--中得到了满足。详见这里。 - bames53

不同意 (++a)-- 是良好定义的说法。bames53 链接到的页面适用于 --(++a)，但后置增量没有相同的顺序。 - M.M

@M.M 在 (++a)-- 中，++a 的副作用相对于后缀 -- 是按照 C++11, 5.17p1 规定的顺序进行的: "在所有情况下，赋值都是在右操作数和左操作数的值计算之后、赋值表达式的值计算之前进行的。" (其中 5.3p2 表示 "如果 x 不是 bool 类型，则表达式 ++x 等同于 x+=1")。 - ouah

@ouah，“++a”中涉及的赋值操作与减量操作没有顺序（我不确定您认为引用的哪个部分是相关的——减量不是“a+=1”的操作数之一）。也许一个新的问题会更合适，而不是在评论中争论。 - M.M

@M.M 我指的是引用中的第二部分：“在赋值表达式的值计算之前，该赋值被排序……”。正如我们所知道的后缀--(5.2.6p1)，“--表达式的值计算在操作数对象的修改之前排序。”对于我来说，++a的副作用应该先于--的副作用。我在SO上不再活跃了，所以如果您还没有被说服，可以请提出一个新问题，当然，如果我错了，我很乐意修改我的答案。 - ouah

Answer 2

在C和C++中，存在左值表达式和右值表达式，前者可用于等号操作符的左侧，而后者则不行。由于支持引用语义，因此C++允许更多的东西成为左值。

++ a = 3; /* makes sense in C++ but not in C. */

增量和减量运算符类似于赋值，因为它们修改它们的参数。

在C++03中，(++a)--会导致未定义的行为，因为两个不按顺序相对于彼此的操作正在修改同一个变量。（即使一个是“pre”，另一个是“post”，它们也是无序的，因为没有,，&&，?或类似的符号。）

在C++11中，表达式现在做你期望的事情。但是C11没有改变任何这样的规则，这是语法错误。

- Potatoswatter

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仅仅是因为C语言没有将运算符定义为产生左值。这是因为它支持引用语义。 - bames53

@bames53 那只是达到目的的手段... - Potatoswatter

Answer 3

对于任何想要了解标准中明确区别的人，C99，§6.5.3/2说：

前缀++运算符的操作数的值会增加。结果是操作数在增加后的新值。

相比之下，C++11，§5.3.2/1说：

结果是更新后的操作数;它是一个lvalue，如果操作数是位域，则是位域。

[在两种情况下都强调了]

还要注意，尽管(++a)--在a为int时会导致未定义的行为（至少在C++03中），但如果a是某个用户定义的类型，则您正在使用自己重载的++和--，则行为将被定义 - 在这种情况下，您将获得以下等效内容：

a.operator++().operator--(0);

由于每个操作符都会导致函数调用（无法重叠），因此您实际上确实有序列点来强制定义行为（请注意，我并不推荐使用它，只是指出在这种情况下行为实际上是定义的）。

- Jerry Coffin

Answer 4

§5.2.7 自增和自减：

后缀 ++ 表达式的值是它的操作数的值。 [ ... ] 操作数必须是可修改的 lvalue。

你在 C 编译中遇到的错误提示表明这只是 C++ 中存在的一个特性。

- David G