++i + ++i

Материал из Lurkmore

A 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!

ZOMG TEH DRAMA!!!11 Обсуждение этой статьи неиллюзорно доставляет не хуже самой статьи. Рекомендуем ознакомиться и причаститься, а то и поучаствовать, иначе впечатление будет неполным.

int i = 5; i = ++i + ++i;

Данный код — типичный майндфак для программистов.

[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 квалифицированность 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; i = tmp+1 + tmp+1; i++; i++;
и как
tmp=i; i++; i++; i = tmp+1 + tmp+1;
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 (надеюсь, было достаточно убедительно и даже наиболее «альтернативно одаренные» не возьмутся оспаривать, что это ведет к 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 прединкремент 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, сцуко, 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

[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] 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 приоритет операторов ([1]).

[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 =', (++test + ++test));//13
test = 5;
trace('test++ + test++ =', (test++ + test++));//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] 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

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

static int i = i++ + ++i;

program increment_ub;
var i : Integer;
begin
        i := 5;
        i := ++i + ++i;
        WriteLn(i);
end.

А если переопределить стандартную процедуру inc() следующим образом:

function inc(i:word):word;
begin
system.inc(i);
inc:=i;
end;

[править] Ссылки

[ + ] Капитан заявляет: «++i + ++i имеет отношение к Башоргу. Так-то!»

[Мета] Аппрув • Бездна • Вордстрим • Задолбали • IT happens • Копипаста • Локальные мемы башорга • На башорг [Аппруверы] DarkRider • Zoi • aalien • Creator • Asuka • jozhig • Биоланте (бывший) [Мемы] ++i + ++i • BB-код • Админ • Блондинка/CAPSLOCK • Бросить лом в унитаз поезда • Взрывающийся вертолёт • Если трактористы — женщины • Зеленоград • Извините за неровный почерк • Конина блядская • Котомальчик • Криветко • Лопата • Минет • Патчить KDE2 под FreeBSD • Пчёлы против мёда • Рекурсия • Шредер • Урановые ломы • Я кончил и закурил • Ящик пива • Ящитаю [Вордстрим] Влад Чесноков • Вордстримовские войны • Плюсообмен [Бездна] Накипело • Чувак, купивший доллары

[ + ]  Любой программист без словаря поймёт, что такое ++i + ++i

Промышленные  Языки программирования1С • C# • C++ • JavaScript (Ajax) • Pascal • Perl • PHP • Pure C • PureBasic • Python • ABAP • Ассемблер • Васик • Жаба • Фортран Эзотерические  BrainFuck • Erlang • Forth • Haskell • LISP (My other car) • Prolog • Tcl • TeX Профессии  Быдлокодер • Программист • Тестировщик • Хакер • Хеллоуворлдщик Методы и стили  Reverse Engineering • Анти-паттерн • Выстрелить себе в ногу • Грязный хак • Код (индусский) • Костыль • Метод научного тыка • Помолясь • Свистелки и перделки Прочее  ++i + ++i • %s • Dummy mode • ЕГГОГ • Foobar • God is real, unless explicitly declared as integer • GOTO • Ifconfig • KISS • Regexp • SICP • sql.ru • Инжалид дежице • Лог • Ман • Рекурсия • СУБД • Тест Тьюринга • Умение разбираться в чужом коде • Фаза Луны • Фатальный недостаток