Question

以下编译并打印“string”作为输出。

#include <stdio.h>

struct S { int x; char c[7]; };

struct S bar() {
    struct S s = {42, "string"};
    return s;
}

int main()
{
    printf("%s", bar().c);
}

显然，根据

，这似乎会调用未定义的行为

C99 6.5.2.2/5如果试图修改功能的结果在下一个序列点之后调用或访问它，行为是未定义。

我不明白它在哪里说“下一个序列点”。这是怎么回事？

Answer 1

你遇到了语言的一个微妙角落。

在大多数情况下，数组类型的表达式隐式转换为指向数组对象的第一个元素的指针。这里没有适用的例外是：

当数组表达式是一元&运算符的操作数时（它产生整个数组的地址）;
当它是一元sizeof ~~的操作数或（从C11开始）_Alignof~~ 运算符（sizeof arr产生数组的大小，而不是大小一个指针）;和
如果它是用于初始化数组对象的初始值设定项中的字符串文字（char str[6] = "hello";不会将"hello"转换为char*。）

（N1570草稿错误地将_Alignof添加到例外列表中。事实上，由于原因不明确，_Alignof只能应用于类型名称，而不是一个表达。）

请注意，有一个隐含的假设：数组表达式首先引用数组对象。在大多数情况下，确实如此（最简单的情况是当数组表达式是声明的数组对象的名称时） - 但在这种情况下，没有数组对象。

如果函数返回结构，则结果按值返回。在这种情况下，struct包含一个数组，给我们一个数组 value ，没有相应的数组 object ，至少在逻辑上。所以数组表达式bar().c衰减到指向...的第一个元素的指针，嗯，......一个不存在的数组对象。

2011 ISO C标准通过引入“临时生命期”来解决这个问题，该标准仅适用于“具有结构或联合类型的非左值表达式，其中结构或联合包含数组类型为“（N1570 6.2.4p8）的成员。此类对象可能无法修改，其生命周期在包含完整表达式或完整声明符的末尾结束。

从C2011开始，您的程序行为已明确定义。 printf调用获取指向数组的第一个元素的指针，该数组是具有临时生命周期的struct对象的一部分;在printf调用完成之前，该对象将继续存在。

但是从C99开始，行为是未定义的 - 不一定是因为你引用的子句（据我所知，没有插入序列点），但是因为C99没有定义数组对象是printf工作所必需的。

如果你的目标是使这个程序工作，而不是理解它可能失败的原因，你可以将函数调用的结果存储在一个显式对象中：

const struct s result = bar();
printf("%s", result.c);

现在你有一个带有自动的结构对象，而不是临时，存储持续时间，所以它在执行printf调用期间和之后都存在。

Answer 2

序列点出现在完整表达式的末尾 - 即，在此示例中返回printf时。还有其他情况发生序列点

实际上，这条规则规定函数临时值不会超出下一个序列点 - 在这种情况下，它在使用后很好地发生，所以你的程序具有相当明确的行为。

这是一个没有明确定义的行为的简单示例：

char* c = bar().c; *c = 5; // UB

这里，在创建c之后满足序列点，并且它所指向的内存被销毁，但我们尝试访问c，从而产生UB。

Answer 3

在C99中，在对参数进行求值后，在调用函数时会有一个序列点（C99 6.5.2.2/10）。

因此，当评估bar().c时，它会导致指向char c[7]返回的结构中bar()数组中第一个元素的指针。但是，该指针被复制到printf()的参数（无效参数），并且当实际调用printf()函数时，上面提到的序列点已经发生，所以指针所指向的成员可能不再活着。

As Keith Thomson mentions，C11（和C ++）对临时工作的生命周期做出了更强有力的保证，因此这些标准下的行为不会被定义。

未定义的行为：尝试访问函数调用的结果时

3 个答案: