求值顺序

求值任何表达式的任何部分，包括求值函数参数的顺序都是未说明的（除了下列的一些例外）。编译器能以任何顺序求值任何操作数和其他子表达式，并且可以在再次求值同一表达式时选择另一顺序。

C++ 中无从左到右或从右到左求值的概念。这不会与运算符的从左到右及从右到左结合性混淆：表达式 a() + b() + c() 由于 operator+ 的从左到右结合性被分析成 (a() + b()) + c() ，但可在运行时首先或者最后或者 a() 和 b() 之间对 c 函数调用求值：

#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());       // 允许全部 6 种输出排列
    return a() + b() + c(); // 允许全部 6 种输出排列
}

b
c
a
c
a 
b

“按顺序早于”规则 (C++11 起)

定义

表达式求值

每个表达式的求值包括：

• 值计算：计算表达式所返回的值。这可能涉及确定对象的身份（泛左值的求值，例如当表达式返回到某对象的引用时），或读取先前赋给对象的值（纯右值的求值，例如当表达式返回数或某个其他值时）
• 引发副作用：访问（读或写）volatile 泛左值所指代的对象，修改（写入）对象，调用库 I/O 函数，或调用任何做出这些操作的函数。

顺序

“按顺序早于 (sequenced-before)”是同一线程中的求值之间的非对称的、传递的对偶关系。

• 若 A 按顺序早于 B，则 A 的求值将在 B 的求值开始前完成。
• 若 A 不按顺序早于 B 而 B 按顺序早于 A，则 B 的求值将在 A 的求值开始前完成。
• 若 A 不按顺序早于 B 而 B 不按顺序早于 A，则存在两种可能：
  • A 与 B 的求值是无顺序 (unsequenced) 的：它们能以任何顺序进行，并可能重叠（在同一执行线程内，编译器可以将组成 A 与 B 的 CPU 指令交错）
  • A 与 B 的求值是顺序不确定 (indeterminately sequenced) 的：它们可以任意顺序进行但不可重叠，A 在 B 前完成，或 B 在 A 前完成。下次求值相同表达式时顺序可以相反。

规则

未定义行为

1) 若标量对象上的一项副作用相对于同一标量对象上的另一副作用为无顺序，则其行为未定义。

i = ++i + 2;       // C++11 前为未定义行为
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 起为未指明
i = ++i + i++;     // 未定义行为

2) 若标量对象上的副作用相对于使用同一标量对象的值的值计算为无顺序，则其行为未定义。

cout << i << i++; // C++17 前为未定义行为
a[i] = i++;       // C++17 前为未定义行为
n = ++i + i;      // 未定义行为

序列点规则 (C++11 前)

定义

表达式的求值可能产生副作用，包括：访问 volatile 左值所指代的对象，修改对象，调用库 I/O 函数，或调用做任何这些动作的函数。

序列点 (sequence point)是执行序列中的点，在该点所有来自序列中先前求值的副作用均已完成，而后继求值的副作用都未开始。

规则

1) 每个全表达式结尾（典型地在分号处）有一个序列点。

2) 调用函数时（无论该函数是否内联，无论是否使用函数调用语法），所有函数实参的求值（若存在）之后有一个序列点，它发生于函数体内的任何表达式或语句的执行之前。

3) 对函数的返回值进行复制之后，并在函数外任何表达式的执行之前有一个序列点。

4) 一旦函数执行开始，则在被调用函数的执行完成前，不求值调用方函数的任何表达式（函数不能交错执行）。

5) 每个使用内建（非重载）运算符的下列四种表达式的求值中，表达式 a 的求值后有一个序列点。

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

未定义行为

1) 前后序列点间，至多可以修改标量对象的存储值一次，否则其行为未定义。

i = ++i + i++; // 未定义行为
i = i++ + 1; // 未定义行为（ C++17 前）
i = ++i + 1; // 未定义行为（ C++11 前）
++ ++i; // 未定义行为（ C++11 前）
f(++i, ++i); // 未定义行为（ C++17 前）
f(i = -1, i = -1); // 未定义行为（ C++17 前）

2) 前后序列点间，访问表达式求值所修改的标量对象的先前值，必须只为确定要存储的值。若以任何其他方式访问，则其行为未定义。

cout << i << i++; // 未定义行为（ C++17 前）
a[i] = i++; // 未定义行为（ C++17 前）

缺陷报告

下列更改行为的缺陷报告追溯地应用于以前出版的 C++ 标准。

引用

参阅

• 运算符优先级，定义从表达式的源码表示构建它的方式。