淺析C語(yǔ)言中一些“令人吃驚”的結(jié)構(gòu)

C語(yǔ)言會(huì)同意一些"令人震驚"的結(jié)構(gòu)，下面的結(jié)構(gòu)是合法的嗎，我們來(lái)看看幾個(gè)例子。

c = a+++b；

以下代碼是合法的嗎，咋的一看不禁有這樣的疑問(wèn)？

int?a?=?5,?b?=?7,?c;
c?=?a+++b;

這個(gè)代碼確實(shí)不咋符合習(xí)慣的寫法，但是不管你相不相信，上面的例子是完全合乎語(yǔ)法的。問(wèn)題是編譯器如何處理它？

根據(jù)最處理原則，編譯器應(yīng)該能夠盡可能處理所有合法的用法。因此，上面的代碼會(huì)被處理成：

c?=?a++?+?b;

我們來(lái)測(cè)試一下：

//https://tool.lu/coderunner/
//來(lái)源：技術(shù)讓夢(mèng)想更偉大
//作者：李肖遙

#include?
?
int?main()
{
 ?int?a?=?5,?b?=?7,?c;
 ?c?=?a+++b;
 ?printf("a?=?%d,b?=?%d,c?=?%d",a,b,c);
 ?return?0;
}

輸出結(jié)果如下：其執(zhí)行順序：

1. b不變， c = a + b;，則 c = 5 + 7 = 12
2. a++，那么 a = 6;

c = a+++++b;

上面那么可能只是開胃菜，那么這個(gè)表達(dá)式呢，有什么想法？咱們二話不說(shuō)，直接上代碼測(cè)試。

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//作者：李肖遙

#include?
?
int?main()
{
? int?a?=?5,?b?=?7,?c;
 ?c?=?a+++++b;
??//c?=?(a++)?+?(++b);
??//c?=?((a++)++)?+?b;
 ?printf("a?=?%d,b?=?%d,c?=?%d",a,b,c);
 ?return?0;
}

編譯結(jié)果如下：

雖然一看就知道意思是(a++)+(++b)；，但是編譯就通不過(guò)，我們把括號(hào)加上，c = (a++) + (++b);，編譯通過(guò)，那么出錯(cuò)信息大概是：括號(hào)影響了優(yōu)先級(jí)？我們從側(cè)面以及原理來(lái)解析一下。

側(cè)面解析一下

對(duì)于a+++++b這一段代碼，編譯系統(tǒng)從左至右掃描整條語(yǔ)句，先遇到a++，判斷出來(lái)是一個(gè)a的后綴自加運(yùn)算；

然后接著掃描，遇到一個(gè)+，+是一個(gè)二目運(yùn)算符，它的左邊已經(jīng)有一個(gè)運(yùn)算數(shù)a++了，系統(tǒng)就向右搜索第二個(gè)運(yùn)算數(shù)；

又遇到一個(gè)+，++比+的運(yùn)算級(jí)別要高，這時(shí)，編譯系統(tǒng)就將兩個(gè)+看成一個(gè)整體來(lái)處理；

既然是++，編譯系統(tǒng)就認(rèn)定，肯定它的左邊或右邊有一個(gè)變量，編譯系統(tǒng)先搜索左邊，發(fā)現(xiàn)++，不是變量；

再搜索右邊，發(fā)現(xiàn)+b，+b是什么東西？編譯系統(tǒng)是無(wú)法搞明白的；

因此它就認(rèn)為++是一個(gè)缺少左值的自增運(yùn)算符，于是提示錯(cuò)誤給用戶：lvalue required as increment operand

原理解析一下

C語(yǔ)言在這里遵循詞法解析的貪婪匹配原則。優(yōu)先匹配盡可能多字符的符號(hào)，無(wú)論是否有語(yǔ)法錯(cuò)誤（因?yàn)樵~法分析時(shí)還沒(méi)有語(yǔ)法檢查）。

于是a+++++b會(huì)被當(dāng)作a ++ ++ + b，這是非法的表達(dá)式，因此產(chǎn)生編譯錯(cuò)誤。

這個(gè)問(wèn)題在ISO C99標(biāo)準(zhǔn)中直接以示例描述，原文如下：

“

EXAMPLE 2 The program fragment x+++++y is parsed as x ++ ++ + y, which violates a constraint on increment operators, even though the parse x ++ + ++ y might yield a correct expression.

那么，也許是c = ((a++)++) + b;這個(gè)意思呢？

我們編譯結(jié)果依然報(bào)錯(cuò)，如下：

這涉及到“左值”的問(wèn)題。百度百科定義如下：

“

左值(lvalue) 是B語(yǔ)言/C語(yǔ)言/C++語(yǔ)言等類C語(yǔ)言中的一類表達(dá)式?！白蟆?left)的原意是指可以放在賦值符號(hào)“=”的左邊，但其實(shí)也表示能作為&和++等操作符的操作數(shù)（B語(yǔ)言中已經(jīng)如此）。而且，現(xiàn)代C/C++中的含義已經(jīng)不局限于此。lvalue的l被重新解釋為location。這也對(duì)應(yīng)于ISO C11/ISO C++11的內(nèi)存位置(memory location)。

總結(jié)：a存在左值，可以有表達(dá)式：a++。但是（a++）不存在左值，無(wú)法繼續(xù)執(zhí)行（a++）++操作，所以最終報(bào)錯(cuò)。

怎么樣才能編譯正確呢？

a+++++b在編譯時(shí)會(huì)報(bào)錯(cuò)，那么a++ + ++b呢？來(lái)看以下代碼：

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//作者：李肖遙

#include?
?
int?main()
{
?int?a?=?5,?b?=?7,?c;
?c?=?a++?+?++b;
?printf("a?=?%d,b?=?%d,c?=?%d",a,b,c);
?return?0;
}

結(jié)果如下：

其代碼與c = (a++) + (++b);結(jié)果一樣，說(shuō)明是正確的，其按照下面順序執(zhí)行：

1. 先執(zhí)行b自加，b變?yōu)?；相當(dāng)于：b = b+ 1;
2. 求a與b之和，賦給c；相當(dāng)于：c = a + b ;//c = 5+8;
3. 執(zhí)行第二步之后，a自加1：a++;

c=(++a,b++,a++,++b);

這個(gè)表達(dá)式看著爽不爽？我們知道自增自減運(yùn)算，表示對(duì)自身進(jìn)行a=a+1或者a=a-1的運(yùn)算。

++a表示在調(diào)用前就a+1，a++表示在調(diào)用后+1。

int c=(++a,b++,a++,++b);這個(gè)逗號(hào)隔開的表示用最后一個(gè)式子對(duì)C進(jìn)行賦值，測(cè)試如下：

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//作者：李肖遙

#include?
?
int?main()
{
?int?a?=?5,?b?=?7,?c;

?c=(++a,b++,a++,++b);
?printf("a?=?%d,b?=?%d,c?=?%d",a,b,c);
?return?0;
}

輸出的結(jié)果如下：

這段執(zhí)行的順序如下

1. 先執(zhí)行 ++a，a=6；
2. 再執(zhí)行 b++，b=8；
3. 接下來(lái) a++，a=7；
4. 再執(zhí)行 ++b，b=9；
5. 把最后一個(gè)的式子 b=9的值賦給c，所以c等于9。如果改成 c=(++a,b++,a++,b++); ，那么c就是等于8，因?yàn)槭钦{(diào)用后再自增。

總結(jié)

我們看到這些有趣且不常見的代碼的時(shí)候，無(wú)需懷疑，只需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一步一步分析，就會(huì)發(fā)現(xiàn)其中的玄妙之處。在此我總結(jié)以下幾點(diǎn)。

1. 如果你一看就知道了答案，或猜出正確答案，說(shuō)明基礎(chǔ)做得好，點(diǎn)個(gè)贊。
2. 如果你很猶豫，不知道答案，這也是正常的，因?yàn)楹苌僖姷竭@樣寫代碼的，但是我們也需要去了解，才能究其根源。
3. 我總結(jié)這個(gè)問(wèn)題，是想提起一個(gè)關(guān)于代碼編寫風(fēng)格，代碼的可讀性，代碼的可修改性的話題，這樣我們?cè)趯懘a的時(shí)候才能夠注意到，更好的編碼。