cout << a ++ << a;的正确答案是什么？

最近在一次采访中，出现了以下客观类型问题。

int a = 0;
cout << a++ << a;

答案：

一个。10
羽 01
c。未定义的行为

我回答了选项b，即输出为“ 01”。

但是令我惊讶的是，一位面试官告诉我，正确的答案是选项c：未定义。

现在，我知道C ++中序列点的概念。对于以下语句，该行为是未定义的：

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

但按我的理解的声明cout << a++ << a中，ostream.operator<<()将被称为两次，第一次以ostream.operator<<(a++)后来ostream.operator<<(a)。

我还在VS2010编译器上检查了结果，其输出也为'01'。

您可以想到：

cout << a++ << a;

如：

std::operator<<(std::operator<<(std::cout, a++), a);

C ++保证先前评估的所有副作用都将在序列点处执行。函数参数评估之间没有顺序点，这意味着a可以在参数之前std::operator<<(std::cout, a++)或之后评估参数。因此上述结果是不确定的。

C ++ 17更新

在C ++ 17中，规则已更新。特别是：

在移位运算符表达式E1<<E2and中E1>>E2，的每个值计算和副作用E1在的每个值计算和副作用之前排序E2。

这意味着它需要代码来产生结果b，并输出01。

有关更多详细信息，请参见P0145R3惯用C ++的优化表达式评估顺序。

从技术上讲，总体来说这是Undefined Behavior。

但是，答案有两个重要方面。

代码语句：

std::cout << a++ << a;

评估为：

std::operator<<(std::operator<<(std::cout, a++), a);

该标准未定义函数自变量的求值顺序。
所以：

• std::operator<<(std::cout, a++) 首先被评估或
• a首先被评估或
• 它可以是任何实现定义的顺序。

根据标准，此订单未指定^{[Ref 1]}。

^{[Ref 1]} C ++ 03 5.2.2函数调用
第8段

对论证的评估顺序是不确定的。输入函数之前，参数表达式求值的所有副作用都将生效。后缀表达式和参数表达式列表的求值顺序未指定。

此外，在对函数的参数进行评估之间没有序列点，但是仅在对所有参数进行评估之后才存在序列点^{[Ref 2]}。

^{[Ref 2]} C ++ 03 1.9程序执行[intro.execution]：
第17段：

调用函数时（无论函数是否为内联），所有函数参数（如果有）的求值后都有一个序列点，该序列点发生在函数体内任何表达式或语句的执行之前。

请注意，在这里，在c没有中间顺序点的情况下，多次访问的值，对此标准表示：

^{[Ref 3]} C ++ 03 5表达式[expr]：
第4段：

....
在上一个和下一个序列点之间，一个标量对象最多应通过表达式的求值修改其存储值。此外，应仅访问先验值以确定要存储的值。对于完整表达式的子表达式的每个允许排序，都应满足本段的要求；否则，行为是不确定的。

该代码c在不插入序列点的情况下进行了多次修改，并且无法访问该代码以确定存储对象的值。这显然违反了上述条款，因此标准要求的结果是未定义行为^{[Ref 3]}。

序列点仅定义部分排序。就您而言，您拥有（一旦完成重载解析）：

std::cout.operator<<( a++ ).operator<<( a );

在a++和的第一个调用 之间std::ostream::operator<<有一个序列点，在第二个a和第二个调用之间有一个序列点std::ostream::operator<<，但是a++和之间没有序列点a。唯一的排序约束是a++在第一次调用之前要充分评估（包括副作用）operator<<，而在第二a次调用之前要充分评估第二个约束operator<<。（也存在因果排序约束：对的第二次调用operator<<不能在第一个调用之前，因为它需要将第一个的结果作为参数。）§5/ 4（C ++ 03）指出：

除非另有说明，否则未指定各个运算符的操作数和各个表达式的子表达式的求值顺序以及发生副作用的顺序。在上一个序列点和下一个序列点之间，一个标量对象最多只能通过对表达式的求值来修改其存储值。此外，应仅访问先验值以确定要存储的值。对于完整表达式的子表达式的每个允许排序，都应满足本段的要求；否则，行为是不确定的。

你的一个表达的允许排序的是a++，a首先调用operator<<，第二次调用operator<<; 这会修改a（a++）的存储值，并且除了确定新值（第二个a）以外，对其进行访问，该行为未定义。

正确答案是对问题的质疑。该声明是不可接受的，因为读者看不到明确的答案。另一种看待它的方式是我们引入了副作用（c ++），这些副作用使该语句更难以解释。简明扼要的代码很棒，只要它的意思很清楚即可。