Order of evaluation

任何表达式中任何部分的求值顺序，包括函数参数的求值顺序都是 未指定的 （除下列特例外）。编译器可以按任意顺序对操作数及其他子表达式进行求值，且在再次对同一表达式求值时可能选择不同的顺序。

C++中不存在从左到右或从右到左求值的概念。这不应与运算符从左到右和从右到左的结合性混淆：表达式 a ( ) + b ( ) + c ( ) 由于 operator + 的左结合性被解析为 ( a ( ) + b ( ) ) + c ( ) ，但在运行时 c ( ) 可能首先、最后或在 a ( ) 与 b ( ) 之间被求值：

#include <cstdio>
int a() { return std::puts("a"); }
int b() { return std::puts("b"); }
int c() { return std::puts("c"); }
void z(int, int, int) {}
int main()
{
    z(a(), b(), c());       // 允许所有6种输出排列
    return a() + b() + c(); // 允许所有6种输出排列
}

b
c
a
c
a 
b

"Sequenced before" 规则 (自 C++11 起)

表达式求值

每个表达式的求值包括：

• 值计算 ：计算表达式返回的数值。这可能涉及确定对象的身份（左值求值，例如当表达式返回某个对象的引用时）或读取先前赋给对象的值（纯右值求值，例如当表达式返回数字或其他值时）。
• 副作用 的启动：访问（读取或写入）由易变性左值指定的对象、修改（写入）对象、调用库I/O函数，或调用执行任何上述操作的函数。

求值顺序

Sequenced before 是一种在同一线程内的求值操作 A 与 B 之间不对称、可传递的成对关系。

• 若 A 先序于 B （或等价表述为 B 后序于 A ），则 A 的求值将在 B 的求值开始前完成。
• 若 A 不先序于 B 且 B 先序于 A ，则 B 的求值将在 A 的求值开始前完成。
• 若 A 不先序于 B 且 B 不先序于 A ，则存在两种可能：
  • A 与 B 的求值处于 无序列关系 ：它们可按任意顺序执行且可能重叠（在单一线程内，编译器可交错执行组成 A 与 B 的CPU指令）。
  • A 与 B 的求值处于 不确定序列关系 ：它们可按任意顺序执行但不可重叠：要么 A 在 B 之前完成，要么 B 在 A 之前完成。下次对同一表达式求值时顺序可能相反。

若表达式 X 的每个值计算和所有副作用均先序于表达式 Y 的每个值计算和所有副作用，则称 X 先序于 Y 。

规则

未定义行为

以下情况下的行为是 未定义 的：

i = ++i + 2;       // 良好定义
i = i++ + 2;       // C++17 前为未定义行为
f(i = -2, i = -2); // C++17 前为未定义行为
f(++i, ++i);       // C++17 前为未定义行为，C++17 后为未指明行为
i = ++i + i++;     // 未定义行为

cout << i << i++; // 直到 C++17 前是未定义行为
a[i] = i++;       // 直到 C++17 前是未定义行为
n = ++i + i;      // 未定义行为

union U { int x, y; } u;
(u.x = 1, 0) + (u.y = 2, 0); // undefined behavior

序列点规则 (直至 C++11)

C++11 前定义

表达式的求值可能产生副作用，包括：访问由易失左值指定的对象、修改对象、调用库I/O函数，或调用执行上述任意操作的函数。

一个 序列点 是执行序列中的一个点，在该点处序列中之前所有求值的副作用均已完成，而后续求值的副作用尚未开始。

C++11 前规则

a && b
a || b
a ? b : c
a , b

C++11 前未定义行为

以下情况下的行为是 未定义 的：

i = ++i + i++;     // undefined behavior
i = i++ + 1;       // undefined behavior
i = ++i + 1;       // undefined behavior
++ ++i;            // undefined behavior
f(++i, ++i);       // undefined behavior
f(i = -1, i = -1); // undefined behavior

cout << i << i++; // undefined behavior
a[i] = i++;       // undefined behavior

缺陷报告

以下行为变更缺陷报告被追溯应用于先前发布的C++标准。

参考文献

参见

• Operator precedence 定义了表达式如何从其源代码表示形式构建而成。