C语言由i++和++i引起一道问题的思考，大部分人会做错

Question

如题所述

Answer 1

当面对如下的编程问题时，许多人会陷入困惑：

printf("%d %d", i++, ++i);

这道问题的关键在于理解变量 i 的变化顺序与值的输出结果。几乎所有 C 语言教材都解释了 i++ 和 ++i 的区别：前者先使用变量的值然后使其自增，后者则先自增后使用变量的值。但问题在于，这道题的真正挑战在于如何理解不同编译器的处理方式。

通过编写简单的示例代码，我们可以清楚地观察到输出结果。例如，以下代码段：

int a, b;

int i = 10, j = 10;

a = i++; b = ++j;

这样的代码执行后，a 的值将为 10，b 的值则为 11。这符合预期，因为两个操作分别按顺序执行。

然而，当我们将 i 自增操作连续应用于同一个变量时，结果却发生了变化：

int a, b;

int i = 10, j = 10;

a = (i++) + (i++) + (i++);

b = (++j) + (++j) + (++j);

此时，a 和 b 的值分别是 30 和 37。这一结果似乎有些出乎意料，因为对于 i++ 和 ++i 的连续使用，不同的编译器处理方式可能不一致。

为了解释这一现象，我们需要深入理解 C 语言中的“副作用”和“顺序点”概念。《C Primer Plus》一书中对此有详细阐述：

“副作用”指的是对数据对象或文件的修改。在 C 语言中，一个完整的表达式是这样的表达式——它不是一个更大表达式的子表达式。例如，表达式 4 + x++ 的执行顺序取决于编译器的处理方式。在 C 语言中，顺序点是程序执行中的一点，在此点之前所有的副作用都已经发生。在语句的分号处和完整的表达式的结束处，顺序点被标记。

通过这些概念，我们可以理解，对于像 i++ 这样的操作，即使在不同的编译器中，其执行的顺序和结果可能不同。例如，某些编译器可能先执行 i++，然后使用 i 的新值，而其他编译器则可能先使用 i 的原始值，然后执行 i++。这种差异导致了不同编译器在处理类似 (i++) + (i++) + (i++) 的表达式时产生不同的结果。

了解了这些原理后，我们回到最初的问题：为什么 printf("%d %d", i++, ++i); 的输出结果可能因编译器不同而不同？答案在于 printf 的参数从左到右依次压入栈内，这意味着求值顺序是从右到左（即栈的后进先出特性）。因此，当执行这样的代码时，输出结果将取决于编译器如何处理 i++ 和 ++i 的顺序。

综上所述，不同编译器对 C 语言中 i++ 和 ++i 的处理方式存在差异，这解释了为何在不同编译器下执行相同的代码时，结果可能不一致。理解 C 语言中的顺序点和副作用概念，将有助于我们更好地理解这类问题，并在实际编程中做出正确的决策。