c - 解释这个 C 程序的输出？

Question

#include<stdio.h>
#define CUBE(x) (x*x*x)

int main()
{
int a, b=3;
a = CUBE(++b);
printf("%d, %d\n", a, b);
return 0;
}

此代码返回 和 的a=150值b=6。请解释一下。

我认为当它执行时， 的值a将被计算为a=4*5*6=120但根据编译器它不是真的，所以请解释逻辑....

Answer 1

没有逻辑，这是未定义的行为，因为

++b * ++b * ++b;

修改和读取b3 次，没有交错序列点。

奖励：如果你尝试，你会看到另一个奇怪的行为CUBE(1+2)。

Answer 2

除了 Luchian Grigore 所说的（这解释了为什么你会观察到这种奇怪的行为），你应该注意到这个宏是可怕的：它可能会导致微妙且非常难以追踪的错误，尤其是当使用具有副作用的语句调用时(like ++b) 因为这将导致语句执行多次。

你应该从中学到三件事：

1. 切勿在宏中多次引用宏参数。虽然这条规则有例外，但您应该更愿意将其视为绝对规则。

2. 如果可能，尽量避免使用包含副作用的语句调用宏。

3. 尽可能避免使用类似函数的宏。请改用内联函数。

Answer 3

在序列中多次更改相同变量的未定义行为。并且因为这个原因，您将使用不同的编译器为您的代码获得不同的结果。

碰巧我a = 150 and b = 6的编译器也得到了相同的结果。

gcc version 4.6.3 (Ubuntu/Linaro 4.6.3-1ubuntu5)

您的宏表达式 a = CUBE(++b); 扩展为

a = ++b * ++b * ++b; 

并且在完整表达b结束之前改变不止一次。.

但是我的编译器如何在低级别转换这个表达式（可能你的编译器做类似的事情，你可以尝试使用相同的技术）。为此，我使用-S选项编译了源 C，并得到了汇编代码。

gcc x.c -S

你会得到x.s文件。

我正在展示部分有用的 asm 代码（阅读评论）

_{因为您想知道如何150输出，这就是我添加答案的原因}

movq    %rsp, %rbp
.cfi_def_cfa_register 6
subq    $16, %rsp
movl    $3, -8(%rbp)    // b =  3 

addl    $1, -8(%rbp)    // b =  4
addl    $1, -8(%rbp)    // b =  5

movl    -8(%rbp), %eax  // eax = b  
imull   -8(%rbp), %eax  // 5*5 = 25

addl    $1, -8(%rbp)    // 6  `b` become 6 and

imull   -8(%rbp), %eax  // 6 * 25 = 150 
movl    %eax, -4(%rbp)  // 150 assign to `a` become 150 

movl    $.LC0, %eax     // printf function stuff...
movl    -8(%rbp), %edx
movl    -4(%rbp), %ecx
movl    %ecx, %esi
movq    %rax, %rdi  

a = 5 * 5 * 6在检查这个汇编代码时，我可以理解它像这样评估表达式 ，并且在三个增量之后a变成. 150b6

_{虽然不同的编译器会产生不同的结果，但我认为， 150cab 只能评估这个序列b=3和你的表达式5*5*6}