Личные инструменты
Счётчики

++i + ++i

Материал из Lurkmore

Перейти к: навигация, поиск
Wrar64.pngA long time ago, in a galaxy far, far away...
События и явления, описанные в этой статье, были давно, и помнит о них разве что пара-другая олдфагов. Но Анонимус не забывает!
Drama.pngZOMG TEH DRAMA!!!11
Обсуждение этой статьи неиллюзорно доставляет не хуже самой статьи. Рекомендуем ознакомиться и причаститься, а то и поучаствовать, иначе впечатление будет неполным.
KYB-001.jpg

int i = 5; i = ++i + ++i; — типичный код-майндфак для программистов.

Содержание

[править] Строгое описание происходящего

В данном примере происходит неоднократное изменение переменной в пределах одной точки следования, такая ситуация описывается в стандартах C и С++ как UB. Иными словами, даже попытки ответить на этот вопрос иначе как «UB» демонстрируют недостаточную квалификацию отвечающего. Другое дело, что после «UB» можно указать некоторые подробности, и мы этим займёмся, поскольку не утоленное вовремя любопытство приводит к драмам в обсуждении.

Конкретно неопределённость в этой, как некоторым кажется, кристально ясной конструкции в данном случае заключается в том, что, согласно стандартам С и С++, побочные эффекты (то есть инкремент в данном случае) могут быть применены в любой удобный для компилятора момент между двумя точками следования. Конструкцию i = ++i + ++i; компилятор вправе понять и как

tmp=i; tmp++; i = tmp; tmp++; i += tmp;

и как

tmp=i; tmp++; tmp++; i = tmp + tmp;

и какими-нибудь другими способами. Нужна такая свобода для проведения низкоуровневых оптимизаций в обычных случаях типа a = ++b + ++c;, дабы между делом сэкономить пару тактов на халяву.

[править] Нельзя, но если всё-таки сделаем?

Почему нельзя, мы уже видели (даже наиболее «альтернативно одаренные» не возьмутся оспаривать, что это ведет ко глюку). Однако всякий пытливый ум, несомненно, изучит этот глюк в поисках того, как именно может сглючить данный код, в какую сторону стандарты языка допускают маневры компилятора, а в какую — таки нет.

Варианты «правильного» ответа колеблются между 13 и 14, хотя на LISPе (пруф) и FORTRANе (пруф) анонимусы вроде как получили 12, 13 (пруф), а на Питоне вообще 10 (поскольку там вообще нет оператора инкремента ++). Результат зависит от последовательности операций. Там, где результат 13, сначала вычисляется первый инкремент, на место первого операнда идёт 6, вычисляется второй инкремент, туда идет 7, и результаты складываются: 6+7=13. 14 можно получить, вычислив оба инкремента, а потом уже сумму. Таким образом, этот трюк хорошо использовать для ошеломления быдлокодеров, уверенных в непогрешимости своего уютненького язычка.

Вообще, по определению предынкремент выполняется до вычисления выражения. Если считать ++i + ++i одним выражением, то мы должны выполнить два инкремента, потом вычислить выражение и получить 14. Если считать каждый ++i выражением, а сумму — выражением, принимающим результаты других выражений как аргументы, то, с точки зрения логики и математики, ничего таки не изменится, а вот компилятор, вычислив одно слагаемое (имеет право — самостоятельное выражение ведь!), упустит тот момент, что при вычислении второго такого же самостийного слагаемого первое тоже, сцуко, подло изменилось. Указать синтаксисом, где начинается и заканчивается выражение, невозможно — скобки задают приоритет внутри выражения. «Выражение» — другая инстанция. Например, в А=(В=С+14) есть выражение С+14, результат которого присваивается В, причем присваивание — тоже является выражением, и его результат присваивается А. И никакие скобки не могут побудить ЭТО стать одним выражением. Разъединить выражение, напротив, можно: (a=++i) + (b=++i), что напрямую задает вычисление a, вычисление b и только потом вычисление суммы a+b. Это, теоретически, должно детерминировать значение a+b как 13 (если компилятор настолько строго выдерживает формальные определения языка), но зато содержит UB относительно значений a и b, поскольку оптимизировать порядок вычисления a и b компилятору никто не запрещает (см. точки следования). Очевидно, что значение (a=++i) / (b=++i) по этой причине вообще не детерминировано.

[править] Оно на башорге

[править] Исходная цитата

KoloDen Привет, я общительный пацан, люблю поболтать, особенно с классными девченками. Но, чтобы поговорить со мной, ответьте на простую задачку анти-спам бота. Вот она: int i = 5; i = ++i + ++i; Вопрос: Чему равно i? Stefmania 14 KoloDen Гы. Признайся, ты не девченка, а 40-летний одмин, да?

[править] Последствия

11 мая 2007 года случилось страшное — была заапрувлена вышеприведенная цитата. С тех пор разнокалиберные программисты потеряли покой и сон. Дело в том, что в зависимости от используемого языка программирования данное выражение может давать и 13, и 12, и еще больше 9000 вариантов ответа.

[править] Реализации

[править] C и С++

Демонстрация прекрасной портабельности исходников между компиляторами

В этих языках может получиться и 13, и 14, и вообще чёрт-те-что. Разные компиляторы С++ выдают 13 и 14. Это пример неопределённого поведения. Неопределённое поведение — самый типичный для этих языков способ выстрелить себе в ногу.

Более того, один и тот же компилятор может выдавать разные значения в зависимости от опций оптимизатора. Некоторые об этой фигне еще и предупреждают, например gcc -Wall выдает warning: operation on ‘i’ may be undefined.

Даже в одной и той же программе может получаться разный результат:

int i=5,j=5;
i=++i+ ++i;
printf("i=%i  j=%i" ,i,++j+ ++j); //Вывод: i=14  j=13

Вот описанный майндфак в квадрате на плюсах:

int i = 0; int z = ++i + ++i + ++i + ++i;

[править] Java

В Java получается 13 (первый пре-инкремент увеличивает i на 1 и возвращает 6, второй пре-инкремент увеличивает i на 1 и возвращает 7), и данное поведение жёстко определено, так как в спецификации языка чётко описан порядок вычисления (не путать с приоритетом операторов).

[править] C#

Как истинный клон Джавы, даёт нам результат с числом 13.

[править] Objective-C

Предупреждает о Multiple unsequenced modifications to 'i', но исправно возвращает 13.

[править] awk

Awk, как и Жаба, выдаёт 13:

awk 'BEGIN { i=5;j=5;i=++i+ ++i; print i, ++j+ ++j}'

13 13

[править] ActionScript 3.0

var test:int = 5;
trace(++test + ++test);//13
test = 5;
trace(test++ + test++);//11

[править] ActionScript 2.0

i=5; trace(++i + ++i); //13
i=5; trace(i++ + i++); //11

[править] Perl

Perl выдает 14:

my $i = 5;
$i = ++$i + ++$i;
print $i;

[править] PHP

PHP выдаёт 13:

$i = 5;
$i = ++$i + ++$i;
echo $i;

[править] JavaScript

JavaScript в V8 выдаёт 13:

i = 5
i = ++i + ++i
document.write(i)

[править] Bash

GNU bash 4.1.5 тоже выдаёт 13:

~$ i=5; echo $((++i + ++i))
13

[править] Common Lisp

CLISP 2.49 возвращает 13, поведение определено в спецификации.

[1]> (defvar i 5)
I
[2]> (+ (incf i) (incf i))
13

[править] Python

Python выдаёт 10, в нем нет инкремента в таком виде:

i = 5
i = ++i + ++i
print i

Но при этом, если реализовать инкремент самим, будет 13:

class Foo:
    def __init__(self, num):
        self.num = num
 
    def inc(self):
        self.num += 1
        return self.num
 
i = Foo(5)
print(i.inc() + i.inc())

Это потому, что интерпретатор вычисляет все по порядку.

Но если чуток подумать и довести все до логического ума, то все таки 14

class Foo:
    def __init__(self, num):
        self.num = num
 
    def inc(self):
        self.num += 1
        return self
 
    def __add__(self, right):
        return Foo(self.num + right.num)
 
    def __repr__(self):
        return repr(self.num)
 
i = Foo(5)
print(i.inc() + i.inc())

[править] VB

Visual Basic выдаёт 10 тоже:

i = 5
i = ++i + ++i
log.WriteLine("i = " & i)

[править] Powershell

Powershell v3 выдаёт 11:

$i=5
$i=$i++ + $i++
Write-Host $i

Но если построить конструкцию

$i=5
$i=++$i + ++$i
Write-Host $i

то таки 13.

[править] Rexx

Rexx выдаёт 10

i=5          
i=++i + ++i    
SAY i

[править] Delphi

В Delphi нельзя присвоить значение результата инкремента, потому что инкремент - не функция, но процедура, посему сия операция будет несовместима по типу, и компилятор откажется собирать программу, ругнувшись [Error] Project2.dpr(18): Incompatible types: 'Integer' and 'procedure, untyped pointer or untyped parameter' Однако, если реализовать инкремент как функцию, чтоб она работала именно так, как надо (изменяя переменную, от которой запускается), выдаст 13

function MyInc(var i: integer): integer;
begin
  inc(i);
  Result:=i;
end;
 
begin
  i:=5;
  i:=MyInc(i)+MyInc(i);
  Writeln(i); Readln
end.

[править] Развитие идеи

Утверждается, что есть люди, которым приведённого выражения недостаточно для полной потери церебральной девственности. Такие люди могут захотеть отступить от классики и изучить вопрос последствий выражения


Источник — «http://lurkmore.to/%2B%2Bi_%2B_%2B%2Bi»