cout << a ++ << a;の正しい答えは何ですか？

最近のインタビューで、次の客観的なタイプの質問がありました。

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

答え：

a。10
b。01
c。未定義の動作

選択肢bに答えました。つまり、出力は「01」になります。

しかし、驚いたことに、インタビュアーから正しい答えはオプションc：未定義であると言われました。

今、私はC ++のシーケンスポイントの概念を知っています。次のステートメントの動作は未定義です。

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

しかし、文の私の理解あたりとしてcout << a++ << a、ostream.operator<<()最初で、二回呼び出されますostream.operator<<(a++)以降ostream.operator<<(a)。

VS2010コンパイラで結果を確認したところ、その出力も「01」です。

あなたは考えることができます：

cout << a++ << a;

なので：

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

C ++は、以前の評価のすべての副作用がシーケンスポイントで実行されることを保証します。関数の引数の評価の間にシーケンスポイントはありません。つまり、引数aは引数の前std::operator<<(std::cout, a++)または後に評価できます。したがって、上記の結果は未定義です。

C ++ 17アップデート

C ++ 17では、ルールが更新されました。特に：

シフト演算子式E1<<E2and E1>>E2では、すべての値の計算と副作用が、すべての値の計算と副作用のE1前に順序付けられますE2。

つまり、b出力を生成する結果を生成するコードが必要01です。

詳細については、P0145R3「慣用的なC ++の式評価順序の調整」を参照してください。

技術的には、これは全体として未定義の動作です。

しかし、答えには2つの重要な側面があります。

コードステートメント：

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

次のように評価されます。

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

この規格では、関数の引数の評価順序は定義されていません。
だからどちらか：

• std::operator<<(std::cout, a++) 最初に評価されるか
• a最初に評価されるか
• これは、実装で定義された順序になる可能性があります。

この順序は、規格によれば、未指定です^[参照1]。

^[参照1] C ++ 03 5.2.2関数呼び出し
Para 8

引数の評価順序は不定です。引数式評価のすべての副作用は、関数に入る前に有効になります。後置式と引数式リストの評価の順序は指定されていません。

さらに、関数の引数の評価の間にシーケンスポイントはありませんが、シーケンスポイントはすべての引数の評価後にのみ存在します^[参照2]。

^[参照2] C ++ 03 1.9プログラムの実行[intro.execution]：
パラ17：

（関数がインラインであるかどうかに関係なく）関数を呼び出す場合、すべての関数引数（ある場合）の評価後、関数本体の式またはステートメントの実行前に発生するシーケンスポイントがあります。

ここで、の値はc、シーケンスポイントを介さずに複数回アクセスされていることに注意してください。これに関して、標準では次のように述べています。

^[参照3] C ++ 03 5式[式]：
パラ4：

....
前のシーケンスポイントと次のシーケンスポイントの間で、スカラーオブジェクトの保存された値は、式の評価によって最大で1回変更されます。さらに、以前の値は、保存される値を決定するためにのみアクセスされるものとします。このパラグラフの要件は、完全な式の部分式の許容可能な順序ごとに満たされるものとします。それ以外の場合の動作は未定義です。

コードはcシーケンスポイントを介さずに複数回変更され、格納されたオブジェクトの値を決定するためにアクセスされません。これは明らかに上記の条項に違反しているため、標準で義務付けられている結果はUndefined Behavior ^[参照3]です。

シーケンスポイントは、部分的な順序付けのみを定義します。あなたの場合、あなたは持っています（一度過負荷解決が行われると）：

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

間の配列の点があるa++との最初の呼び出しは std::ostream::operator<<、第二の配列との間の点があるaとの第二の呼び出しはstd::ostream::operator<<、ない配列点の間存在しないa++とa、唯一の順序付けの制約はa++、最初の呼び出しの前に完全に評価され（副作用を含む）operator<<、2番目の制約はa2番目の呼び出しの前に完全に評価されることoperator<<です。（因果的な順序の制約もありoperator<<ます。最初の結果を引数として必要とするため、2番目の呼び出しは最初の呼び出しに優先できません。）§5/ 4（C ++ 03）は次のように述べています。

特に明記されていない限り、個々の演算子のオペランドと個々の式の部分式の評価の順序、および副作用が発生する順序は指定されていません。前のシーケンスポイントと次のシーケンスポイントの間で、スカラーオブジェクトは、式の評価によって、格納された値を最大で1回変更します。さらに、以前の値は、保存される値を決定するためにのみアクセスされるものとします。この段落の要件は、完全な式の部分式の許容される順序ごとに満たされるものとします。それ以外の場合の動作は未定義です。

あなたの表現の許容順序の一つであるa++、a、の最初の呼び出しoperator<<に、2回目の呼び出しoperator<<。これはa（a++）の格納された値を変更し、新しい値（2番目のa）を決定する以外の方法でアクセスします。動作は未定義です。

正解は質問に質問することです。読者が明確な答えを見ることができないため、この発言は受け入れられません。別の見方をすると、ステートメントの解釈をはるかに困難にする副作用（c ++）が導入されています。簡潔なコードは、その意味が明確であれば、すばらしいものです。