C 编译错误？

Question

我有以下代码：

#include <iostream>
#include <complex>
using namespace std;

int main() {
    complex<int> delta;
    complex<int> mc[4] = {0};

    for(int di = 0; di < 4; di++, delta = mc[di]) {
        cout << di << endl;
    }

    return 0;
}

我希望它输出“0，1，2，3”并停止，但它输出的是一系列无穷无尽的“0、1、2、3、4、5……”

看起来比较< code>di

如果我只是注释掉< code >，delta=mc[di]，我会正常得到“0，1，2，3”。无辜作业有什么问题？

我正在使用Ideone.com g14带-O2选项。

Answer 1

你有这个：

for(int di=0; di<4; di++, delta=mc[di]) {
  cout<<di<<endl;
}

试试这个：

for(int di=0; di<4; delta=mc[di++]) {
   cout<<di<<endl;
}

编辑：

为了澄清正在发生的事情，让我们分解一下 For 循环的迭代：

第一次迭代：最初di设置为0。比较检查：di小于4吗？是的，好的，继续。将di增加1。现在di=1。抓取mc[]的“第n个”元素并将其设置为delta。这次我们抓取第二个元素，因为这个索引值是1而不是0。最后执行for循环中的代码块/s。

第二次迭代：现在di设置为1。比较检查：di小于4吗？是的，然后继续。将di增加1。现在di=2。抓取mc[]的“第n”个元素并将其设置为delta。这次我们抓取第三个元素，因为这个索引值是2。最后在for循环中执行代码块/s。

第三次迭代：现在di设置为2。比较检查：di小于4吗？是的，然后继续。将di递增1。现在di=3。抓取mc[]的“nth”元素并将其设置为delta。这次我们抓取第4个元素，因为这个索引值是3。最后执行for循环内的代码块/s。

第 4 次迭代：现在 di 设置为 3。比较检查：di是否小于4？是的，然后继续。Increment di 乘以 1.现在 di = 4.（你能看出这是怎么回事吗？获取 mc[] 的“第 n 个”元素，并将其设置为增量。这次我们抓取第 5 个元素，因为这个索引值为 4。哦，哦，我们有一个问题;我们的数组大小只有 4。Delta现在有垃圾，这是未定义的行为或损坏。最后使用“垃圾增量”在 for 循环内执行代码块。

第 5 次迭代。现在 di 设置为 4。比较检查：di是否小于4？不，打破循环。

超过连续内存（数组）的边界而损坏。

Answer 2

由于您在使用di来索引mc之前会递增di，因此第四次通过循环，您将引用mc[4]，这已经过了数组的末尾，这反过来可能导致麻烦的行为。

Answer 3

这是由于未定义的行为，您在循环的最后一次迭代中越界访问数组mc。一些编译器可能会围绕没有未定义行为的假设执行积极的循环优化。逻辑类似于以下内容：

• 越界访问 mc 是未定义的行为
• 假设没有未定义的行为
• 因此，我们

打开优化并使用 -fno-激进循环优化标志的 gcc 会导致无限循环行为消失（实时查看）。虽然一个具有优化但没有-fno-激进循环优化的实时示例展示了您观察到的无限循环行为。

该代码的一个godbolt实时示例显示了di

jmp .L6

这与 GCC 4.8 之前打破已破损的 SPEC 2006 基准测试中概述的情况几乎完全相同。对本文的评论非常好，非常值得一读。它指出，叮当声在文章中使用-fsanitize=未定义捕获了这种情况，在这种情况下我无法重现，但是使用-fsanitize=未定义的gcc确实如此（请参阅实时）。围绕围绕未定义行为进行推理的优化器最臭名昭着的错误可能是 Linux 内核空指针检查删除。

尽管这是一种激进的优化，但需要注意的是，正如C标准所说，未定义的行为是：

本国际标准没有要求的行为

这基本上意味着一切皆有可能，它指出（强调我的）：

[...]允许的未定义行为的范围从完全忽略具有不可预测结果的情况，到在翻译或程序执行期间以环境特有的记录方式表现(发出或不发出诊断消息)，到终止翻译或执行(发出诊断消息)。[...]

为了从 gcc 获得警告，我们需要将 cout 移到循环之外，然后我们看到以下警告（实时查看）：

warning: iteration 3u invokes undefined behavior [-Waggressive-loop-optimizations]
     for(di=0; di<4;di++,delta=mc[di]){ }
     ^

这可能足以为OP提供足够的信息来弄清楚发生了什么。像这样的不一致是典型的行为类型，我们可以在未定义的行为中看到。为了更好地理解为什么面对未定义的行为时，这种警告可能是不一致的 为什么在基于未定义行为进行优化时不能发出警告？是一本好书。

注意，-fno aggressive loop optimizations在gcc 4.8发行说明中有记录。