C++ STL字符串operator+的结合性

Question

我在 VC++ 2015 中尝试了以下代码

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

int foo(int v)
{
    cout << v << endl;
    return 10;
}

string bar(int v)
{
    cout << v << endl;
    return "10";
}

int main()
{
    auto a = foo(1) + foo(2) + foo(3);
    auto b = bar(10) + bar(20) + bar(30);
    cout << "----" << endl << a << endl << b << endl;
    return 0;
}

控制台的结果如下所示。

1
2
3
30
20
10
----
30
101010

众所周知，二进制+运算符具有左到右的结合性，并且可以通过对foo的三次调用进行确认。它们按照指令顺序从左到右被调用。 我的问题是，为什么这似乎对string::operator+不适用？我是否有一些误解？

- CXuesong

Answer 1

你可能会混淆 结合律 和 运算顺序或求值顺序。

在C++中，参数的求值顺序是未指定的。正如你所提到的那样，operator + 的结合性是从左到右的。

为了理解这一点，可以尝试使用类似的代码片段来测试 operator -。

---

来自订单或评估（我强调）

除非下面有说明，否则在C++中没有左到右或右到左的求值概念。 这与运算符的左到右和右到左的结合性不同：表达式f1()+f2()+f3()由于operator+的左到右结合性被解析为(f1()+f2())+f3()，但是对f3的函数调用可能在运行时首先、最后或在f1()或f2()之间进行评估。

- Mohit Jain

Answer 2

你假设编译器在执行加法运算符之前会发出函数调用的代码。但这并不一定正确。实际操作顺序可以简单地是：

1. 调用bar(30)，保存结果。
2. 调用bar(20)，保存结果。
3. 调用bar(10)，保存结果。
4. 将步骤3和步骤2的结果相加。
5. 将步骤4和步骤1的结果相加。

当然，由于加法是对称的，加法顺序实际上并不重要。

在这种情况下，C++不要求函数调用与加法立即结合。评估顺序的规则实际上非常复杂。可以简单地说，在这种情况下，函数调用的顺序未指定，每个C++实现都可以按任何相对顺序进行函数调用。实际上，每次运行程序时，相对顺序可能不同（当然这很少见，但这仍然是合规的）。

- Sam Varshavchik