¿Qué son los puntos de secuencia y cómo se relacionan con el comportamiento indefinido?

¿Qué son los "puntos de secuencia"?

¿Cuál es la relación entre el comportamiento indefinido y los puntos de secuencia?

A menudo uso expresiones divertidas y complicadas como a[++i] = i;para sentirme mejor. ¿Por qué debería dejar de usarlos?

Si ha leído esto, asegúrese de visitar la pregunta de seguimiento Comportamiento indefinido y puntos de secuencia recargados .

Nov 14 '10 12:11 Prasoon Saurav

Esta es una continuación de mi respuesta anterior y contiene material relacionado con C++11. .

Prerrequisitos : Conocimiento elemental de Relaciones (Matemáticas).

¿Es cierto que no hay puntos de secuencia en C++ 11?

¡Sí! Esto es muy cierto.

Los puntos de secuencia han sido reemplazados por relaciones Secuenciado antes y Secuenciado después (y Sin secuenciar y Secuenciado indeterminadamente ) en C++11.

¿Qué es exactamente eso de 'Secuenciado antes'?

Secuenciado antes ^(§1.9/13) es una relación que es:

• Asimétrico
• Transitivo

entre evaluaciones ejecutadas por un solo hilo e induce un orden parcial estricto ¹

Formalmente significa dadas dos evaluaciones cualesquiera ^{(ver más abajo)} A y B, si Ase secuencia antes B , entonces la ejecución de A precederá a la ejecución de B. Si Ano está secuenciado antes By Bno está secuenciado antes A, entonces Ay no Bestán secuenciados ² .

Las evaluaciones Ay Bestán secuenciadas de manera indeterminada cuando Ase secuencian antes Bo Bse secuencian antes A, pero no se especifica cuál ³ .

_{[NOTAS]
1: Un orden parcial estricto es una relación binaria "<" sobre un conjunto Pque es asymmetric, y transitive, es decir, para todo a, b, y cen P, tenemos que:
........(i). si a < b entonces ¬ (b < a) ( asymmetry);
........(ii). si a < b y b < c entonces a < c ( transitivity).
2: La ejecución de evaluaciones no secuenciadas puede superponerse .
3: Las evaluaciones con secuencia indeterminada no pueden superponerse , pero cualquiera de ellas podría ejecutarse primero.}

¿Cuál es el significado de la palabra "evaluación" en el contexto de C++ 11?

En C++11, la evaluación de una expresión (o una subexpresión) en general incluye:

• cálculos de valor (incluida la determinación de la identidad de un objeto para la evaluación glvalue y la obtención de un valor previamente asignado a un objeto para la evaluación prvalue ) y

• inicio de efectos secundarios .

Ahora (§1.9/14) dice:

Cada cálculo de valor y efecto secundario asociado con una expresión completa se secuencia antes de cada cálculo de valor y efecto secundario asociado con la siguiente expresión completa que se evaluará .

• Ejemplo trivial:

  int x; x = 10; ++x;

  El cálculo del valor y los efectos secundarios asociados ++xse secuencian después del cálculo del valor y los efectos secundarios dex = 10;

Entonces debe haber alguna relación entre el comportamiento indefinido y las cosas mencionadas anteriormente, ¿verdad?

¡Sí! Bien.

En (§1.9/15) se ha mencionado que

Excepto donde se indique lo contrario, las evaluaciones de operandos de operadores individuales y de subexpresiones de expresiones individuales no están secuenciadas ⁴ .

Por ejemplo :

int main()
{
     int num = 19 ;
     num = (num << 3) + (num >> 3);
} 

1. La evaluación de los operandos del +operador no está secuenciada entre sí.
2. La evaluación de operandos <<y >>operadores no está secuenciada entre sí.

_{4: En una expresión que se evalúa más de una vez durante la ejecución de un programa, no es necesario realizar evaluaciones no secuenciadas y con secuencia indeterminada de sus subexpresiones de manera consistente en diferentes evaluaciones.}

(§1.9/15) Los cálculos del valor de los operandos de un operador se secuencian antes del cálculo del valor del resultado del operador.

Eso significa que en x + yel cálculo del valor de xy yse secuencian antes del cálculo del valor de (x + y).

Más importante

(§1.9/15) Si un efecto secundario en un objeto escalar no está secuenciado en relación con cualquiera de los dos

(a) otro efecto secundario sobre el mismo objeto escalar

o

(b) un cálculo de valor utilizando el valor del mismo objeto escalar.

el comportamiento no está definido .

Ejemplos:

int i = 5, v[10] = { };
void  f(int,  int);

1. i = i++ * ++i; // Undefined Behaviour
2. i = ++i + i++; // Undefined Behaviour
3. i = ++i + ++i; // Undefined Behaviour
4. i = v[i++]; // Undefined Behaviour
5. i = v[++i]: // Well-defined Behavior
6. i = i++ + 1; // Undefined Behaviour
7. i = ++i + 1; // Well-defined Behaviour
8. ++++i; // Well-defined Behaviour
9. f(i = -1, i = -1); // Undefined Behaviour (see below)

Al llamar a una función (ya sea que la función esté en línea o no), cada cálculo de valor y efecto secundario asociado con cualquier expresión de argumento, o con la expresión de sufijo que designa la función llamada, se secuencia antes de la ejecución de cada expresión o declaración en el cuerpo de la función. llamada función. [ Nota: los cálculos de valores y los efectos secundarios asociados con diferentes expresiones de argumentos no están secuenciados . - nota final ]

Expresiones (5)y (7)no (8)invocan comportamientos indefinidos. Consulte las siguientes respuestas para obtener una explicación más detallada.

• Múltiples operaciones de preincremento en una variable en C++ 0x
• Cálculos de valores no secuenciados

Nota final :

Si encuentra algún defecto en la publicación, deje un comentario. Usuarios avanzados (con rep>20000), no duden en editar la publicación para corregir errores tipográficos y otros errores.

Nov 15 '2010 11:11 Prasoon Saurav

C++ 17 ( N4659) incluye una propuesta para Refinar el orden de evaluación de expresiones para Idiomatic C++ que define un orden más estricto de evaluación de expresiones.

En particular, la siguiente frase

8.18 Operadores de asignación y asignación compuesta :
....

En todos los casos, la asignación se secuencia después del cálculo del valor de los operandos derecho e izquierdo, y antes del cálculo del valor de la expresión de asignación. El operando derecho se secuencia antes que el operando izquierdo.

junto con la siguiente aclaración

Se dice que una expresión X está secuenciada antes de una expresión Y si cada cálculo de valor y cada efecto secundario asociado con la expresión X se secuencia antes de cada cálculo de valor y cada efecto secundario asociado con la expresión Y.

hacer válidos varios casos de comportamiento previamente indefinido, incluido el que nos ocupa:

a[++i] = i;

Sin embargo, varios otros casos similares todavía conducen a un comportamiento indefinido.

En N4140:

i = i++ + 1; // the behavior is undefined

Pero enN4659

i = i++ + 1; // the value of i is incremented
i = i++ + i; // the behavior is undefined

Por supuesto, usar un compilador compatible con C++ 17 no significa necesariamente que uno deba comenzar a escribir dichas expresiones.

Sep 12 '2017 08:09 AlexD

Supongo que hay una razón fundamental para el cambio; no es meramente cosmético aclarar la antigua interpretación: esa razón es la concurrencia. El orden de elaboración no especificado es simplemente la selección de uno de varios ordenamientos en serie posibles, esto es bastante diferente a los ordenamientos antes y después, porque si no hay un orden específico, la evaluación concurrente es posible: no ocurre así con las reglas antiguas. Por ejemplo en:

f (a,b)

anteriormente a, luego b, o b, luego a. Ahora, a y b se pueden evaluar con instrucciones entrelazadas o incluso en diferentes núcleos.

Dec 07 '2010 19:12