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以下操作结果的解释是什么?

k += c += k += c;

我试图理解以下代码的输出结果:

int k = 10;
int c = 30;
k += c += k += c;
//k=80 instead of 110
//c=70

目前我正在努力理解为什么“k”的结果是 80。为什么分配 k=40 不起作用(实际上 Visual Studio 告诉我该值没有在其他地方使用)?

为什么 k 是 80 而不是 110?

如果我将操作拆分为:

k+=c;
c+=k;
k+=c;

结果是 k=110。

我试图查看CIL,但我在解释生成的 CIL 方面并不那么深入,并且无法获得一些细节:

 // [11 13 - 11 24]
IL_0001: ldc.i4.s     10
IL_0003: stloc.0      // k

// [12 13 - 12 24]
IL_0004: ldc.i4.s     30
IL_0006: stloc.1      // c

// [13 13 - 13 30]
IL_0007: ldloc.0      // k expect to be 10
IL_0008: ldloc.1      // c
IL_0009: ldloc.0      // k why do we need the second load?
IL_000a: ldloc.1      // c
IL_000b: add          // I expect it to be 40
IL_000c: dup          // What for?
IL_000d: stloc.0      // k - expected to be 40
IL_000e: add
IL_000f: dup          // I presume the "magic" happens here
IL_0010: stloc.1      // c = 70
IL_0011: add
IL_0012: stloc.0      // k = 80??????
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7 回答 7

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like 的操作a op= b;等价于a = a op b;. 赋值可以用作语句或表达式,而作为表达式则产生分配的值。你的说法...

k += c += k += c;

...可以,因为赋值运算符是右结合的,也可以写成

k += (c += (k += c));

或(扩展)

k =  k +  (c = c +  (k = k  + c));
     10    →   30    →   10 → 30   // operand evaluation order is from left to right
      |         |        ↓    ↓
      |         ↓   40 ← 10 + 30   // operator evaluation
      ↓   70 ← 30 + 40
80 ← 10 + 70

在整个评估过程中,使用所涉及变量的旧值。对于价值而言尤其如此k(请参阅下面我对 IL 的评论以及Wai Ha Lee 提供的链接)。因此,您得到的不是 70 + 40(新值k)= 110,而是 70 + 10(旧值k)= 80。

关键是(根据 C#规范“表达式中的操作数是从左到右计算的”(操作数是变量ck在我们的例子中)。这与运算符优先级和关联性无关,在这种情况下,它们决定了从右到左的执行顺序。(请参阅此页面上对 Eric Lippert回答的评论)。


现在让我们看看IL。IL 假定一个基于堆栈的虚拟机,即它不使用寄存器。

IL_0007: ldloc.0      // k (is 10)
IL_0008: ldloc.1      // c (is 30)
IL_0009: ldloc.0      // k (is 10)
IL_000a: ldloc.1      // c (is 30)

堆栈现在看起来像这样(从左到右;堆栈顶部是右)

10 30 10 30

IL_000b: add          // pops the 2 top (right) positions, adds them and pushes the sum back

10 30 40

IL_000c: dup

10 30 40 40

IL_000d: stloc.0      // k <-- 40

10 30 40

IL_000e: add

10 70

IL_000f: dup

10 70 70

IL_0010: stloc.1      // c <-- 70

10 70

IL_0011: add

80

IL_0012: stloc.0      // k <-- 80

请注意IL_000c: dupIL_000d: stloc.0,即对 的第一个分配k ,可以被优化掉。这可能是在将 IL 转换为机器代码时通过抖动对变量完成的。

另请注意,计算所需的所有值要么在进行任何分配之前被推入堆栈,要么根据这些值计算。stloc在此评估期间永远不会重新使用分配的值 (by )。stloc弹出栈顶。


以下控制台测试的输出是(Release开启优化的模式)

评估 k (10)
评估 c (30)
评估 k (10)
评估 c (30)
40 分配给 k
70 分配给 c
80 分配给 k

private static int _k = 10;
public static int k
{
    get { Console.WriteLine($"evaluating k ({_k})"); return _k; }
    set { Console.WriteLine($"{value} assigned to k"); _k = value; }
}

private static int _c = 30;
public static int c
{
    get { Console.WriteLine($"evaluating c ({_c})"); return _c; }
    set { Console.WriteLine($"{value} assigned to c"); _c = value; }
}

public static void Test()
{
    k += c += k += c;
}
于 2019-02-13T16:21:35.643 回答
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首先,Henk 和 Olivier 的答案是正确的;我想用稍微不同的方式来解释它。具体来说,我想谈谈你提出的这一点。你有这组语句:

int k = 10;
int c = 30;
k += c += k += c;

然后您错误地得出结论,这应该给出与这组语句相同的结果:

int k = 10;
int c = 30;
k += c;
c += k;
k += c;

看看你是怎么弄错的,以及如何做对,这是很有帮助的。正确的分解方法是这样的。

一、改写最外层的+=

k = k + (c += k += c);

二、改写最外层的+。 我希望您同意 x = y + z 必须始终与“将 y 评估为临时对象,将 z 评估为临时对象,对临时对象求和,将总和分配给 x” 相同。所以让我们说得非常明确:

int t1 = k;
int t2 = (c += k += c);
k = t1 + t2;

确保清楚,因为这是您弄错的步骤。在将复杂的操作分解为更简单的操作时,您必须确保缓慢而谨慎地进行,不要跳过步骤。跳过步骤是我们犯错误的地方。

好的,现在再次缓慢而仔细地将分配给 t2 分解。

int t1 = k;
int t2 = (c = c + (k += c));
k = t1 + t2;

该分配将分配给 t2 的值与分配给 c 的值相同,因此假设:

int t1 = k;
int t2 = c + (k += c);
c = t2;
k = t1 + t2;

伟大的。现在分解第二行:

int t1 = k;
int t3 = c;
int t4 = (k += c);
int t2 = t3 + t4;
c = t2;
k = t1 + t2;

太好了,我们正在取得进展。分解到 t4 的分配:

int t1 = k;
int t3 = c;
int t4 = (k = k + c);
int t2 = t3 + t4;
c = t2;
k = t1 + t2;

现在分解第三行:

int t1 = k;
int t3 = c;
int t4 = k + c;
k = t4;
int t2 = t3 + t4;
c = t2;
k = t1 + t2;

现在我们可以看看整个事情:

int k = 10;  // 10
int c = 30;  // 30
int t1 = k;  // 10
int t3 = c;  // 30
int t4 = k + c; // 40
k = t4;         // 40
int t2 = t3 + t4; // 70
c = t2;           // 70
k = t1 + t2;      // 80

所以当我们完成时,k 是 80,c 是 70。

现在让我们看看这是如何在 IL 中实现的:

int t1 = k;
int t3 = c;  
  is implemented as
ldloc.0      // stack slot 1 is t1
ldloc.1      // stack slot 2 is t3

现在这有点棘手:

int t4 = k + c; 
k = t4;         
  is implemented as
ldloc.0      // load k
ldloc.1      // load c
add          // sum them to stack slot 3
dup          // t4 is stack slot 3, and is now equal to the sum
stloc.0      // k is now also equal to the sum

我们可以将上述实现为

ldloc.0      // load k
ldloc.1      // load c
add          // sum them
stloc.0      // k is now equal to the sum
ldloc.0      // t4 is now equal to k

但我们使用“dup”技巧,因为它使代码更短,更容易处理抖动,我们得到相同的结果。 通常,C# 代码生成器会尽可能地在堆栈上保持临时的“短暂”。如果您发现使用较少的临时变量更容易遵循 IL,请关闭优化代码生成器将不那么激进。

我们现在必须做同样的技巧来获得 c:

int t2 = t3 + t4; // 70
c = t2;           // 70
  is implemented as:
add          // t3 and t4 are the top of the stack.
dup          
stloc.1      // again, we do the dup trick to get the sum in 
             // both c and t2, which is stack slot 2.

最后:

k = t1 + t2;
  is implemented as
add          // stack slots 1 and 2 are t1 and t2.
stloc.0      // Store the sum to k.

由于我们不需要其他任何东西的总和,因此我们不会重复它。堆栈现在是空的,我们在语句的末尾。

这个故事的寓意是:当你试图理解一个复杂的程序时,总是一次分解一个操作。不要走捷径;他们会让你误入歧途。

于 2019-02-13T18:43:42.467 回答
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归结为:第一个+=应用于原始k值还是更右侧计算的值?

答案是虽然赋值从右到左绑定,但操作仍然从左到右进行。

所以最左边+=的是正在执行10 += 70

于 2019-02-13T16:31:45.583 回答
0

我用 gcc 和 pgcc 尝试了这个例子,得到了 110。我检查了它们生成的 IR,编译器确实将 expr 扩展为:

k = 10;
c = 30;
k = c+k;
c = c+k;
k = c+k;

这对我来说看起来很合理。

于 2019-02-19T19:43:28.723 回答
-1

你可以通过计数来解决这个问题。

a = k += c += k += c

有两个cs 和两个ks 所以

a = 2c + 2k

并且,由于语言的运算符,k也等于2c + 2k

这将适用于这种链式中的任何变量组合:

a = r += r += r += m += n += m

所以

a = 2m + n + 3r

并且r将等于相同。

您可以通过只计算它们最左边的分配来计算其他数字的值。所以m等于2m + nn等于n + m

这表明这k += c += k += c;是不同的k += c; c += k; k += c;,因此您会得到不同的答案。

评论中的一些人似乎担心你可能会试图从这个快捷方式过度概括到所有可能的加法类型。因此,我要明确指出,此快捷方式仅适用于这种情况,即将内置数字类型的加法分配链接在一起。()如果您在其中添加其他运算符,例如or +,或者如果您调用函数或如果您已经覆盖+=,或者如果您使用的不是基本数字类型,它就不会(必然)起作用。它只是为了帮助解决问题中的特定情况

于 2019-02-14T08:59:38.750 回答
-1

对于这种链式分配,您必须从最右侧开始分配值。你必须赋值计算赋值给左边,一直到最后(最左边的赋值),当然计算为k=80。

于 2019-02-15T00:49:13.710 回答
-1

简单的答案:用值替换 vars 并得到它:

int k = 10;
int c = 30;
k += c += k += c;
10 += 30 += 10 += 30
= 10 + 30 + 10 + 30
= 80 !!!
于 2019-02-16T09:02:54.780 回答