c - 这是 C 中的未定义行为吗？如果不能逻辑地预测输出

Question

代码 1

#include <stdio.h>
int f(int *a, int b) 
{
  b = b - 1;
  if(b == 0) return 1;
  else {
    *a = *a+1;

    return *a + f(a, b);
  }
}

int main() {
  int X = 5;
  printf("%d\n",f(&X, X));
}

考虑这个 C 代码。这里的问题是预测输出。从逻辑上讲，我得到 31 作为输出。 ( Output on machine )

当我将返回语句更改为

return f(a, b) + *a;

我逻辑上得到 37。(Output on machine)

我的一个 friend 说在计算返回语句时

return *a + f(a, b);

我们计算 a while going depth of the tree 的值，即 *a 首先计算然后 f(a, b) 被调用，而在

return f(a,b) + *a;

返回时解析，即先计算f(a, b)，然后调用*a。

通过这种方法，我尝试自己预测以下代码的输出:

代码 2

#include <stdio.h>
int foo(int n) 
{
    static int r;
    if(n <= 1)
        return 1;

    r = n + r;
    return r + foo(n - 2);
} 

int main () {
   printf("value : %d",foo(5));
}

对于 return(r+foo(n-2));

我得到 14 作为逻辑输出 ( Output on machine )

对于 return(foo(n-2)+r);

我得到 17 作为输出。 ( Output on machine )

但是，当我在我的系统上运行代码时，两种情况下我都得到 17。

我的问题:

• 我 friend 给出的方法是否正确？
• 如果是这样，为什么我在机器上运行时在代码 2 中得到相同的输出？
• 如果不是，解释代码 1 和 代码 2 的正确方法是什么？
• 是否有任何未定义的行为，因为 C 不支持引用传递？由于它在 Code 1 中使用，因此可以使用指针来实现吗？

简而言之，我只是想知道在上述 4 种情况下预测输出的正确方法。

Answer 1

代码1

对于 代码 1，因为 return *a + f(a, b); 中项的求值顺序(以及 return f( a, b) + *a;) 未由标准指定并且函数修改了 a 指向的值，您的代码具有未指定的行为并且可能有各种答案。

正如您从评论中的愤怒中看出的那样，术语“未定义行为”、“未指定行为”等在 C 标准中具有技术含义，而该答案的早期版本在本应使用的地方误用了“未定义行为”使用了“未指定”。

问题的标题是“这是 C 中的未定义行为吗？”，答案是“否；这是未指定的行为，而不是未定义的行为”。

代码 2 — 修订版

对于固定的 Code 2，该函数也有未指定的行为:静态变量 r 的值被递归调用改变，因此求值顺序改变可能会改变结果。

代码 2 — 修订前

对于代码 2，如最初用 int f(static int n) { … } 所示，代码不(或至少不应该)编译.函数参数定义中唯一允许的存储类是 register，因此 static 的存在应该会给您带来编译错误。

ISO/IEC 9899:2011 §6.7.6.3 Function declarators (including prototypes) ¶2 The only storage-class specifier that shall occur in a parameter declaration is register.

在 macOS Sierra 10.12.2 上使用 GCC 6.3.0 编译，像这样(注意，没有额外的警告请求):

$ gcc -O ub17.c -o ub17
ub17.c:3:27: error: storage class specified for parameter ‘n’
 int foo(static int n)
                    ^

没有；如图所示，它根本无法编译 — 至少，对于使用现代版本的 GCC 的我来说是这样。

但是，假设它是固定的，该函数也有 undefined 未指定的行为:静态变量 r 的值被递归调用更改，因此更改为评估顺序可能会改变结果。