Question

有许多声称使用未初始化的变量会调用undefined behavior (UB) 仔细阅读文档，我无法验证这种说法，所以我想要一个令人信服的论点，为C和C ++澄清这一点。
我希望两者都有相同的语义，但我准备对微妙或不那么微妙的差异感到惊讶。

使用未初始化变量开始的一些示例。请根据需要添加其他人，以解释他们不会涵盖的任何角落案例。

void test1() {
    int x;
    printf("%d", x);
}

void test2() {
    int x;
    for(int i = 0; i < CHAR_BIT * sizeof x)
        x = x << 1;
    printf("%d", x);
}

void test3() {
    unsigned x;
    printf("%u", x); /* was format "%d" */
}

void test4() {
    unsigned x;
    for(int i = 0; i < CHAR_BIT * sizeof x)
        x = x << 1;
    printf("%u", x); /* was format "%d" */
}

Answer 1

在C中，所有这些都是未定义的行为，但出于一个可能不会直接考虑的原因。访问具有不确定值的对象具有未定义的行为（如果是）＆＃34;无记忆＆＃34;那是6.3.2.1 p2

如果左值指定一个自动存储持续时间的对象可以用寄存器存储类声明（从来没有它的地址），并且该对象未初始化（未声明使用初始化程序并且之前未执行任何赋值使用），行为未定义。

否则，如果采取了地址，那么在这种情况下对具体的不确定性的解释并不是一致的。有些人一旦首次阅读就会期望这样的价值得到修复，其他人会说像＆＃34; woobly＆＃34; （或左右）每次访问时可能不同的值。

总之，不要这样做。（但你可能已经知道了。）

（而不是使用＆＃34;％d＆＃34;对于unsigned来说错误。）

Answer 2

<强> C

C11 6.7.9 / 10

如果未初始化具有自动存储持续时间的对象显然，它的价值是不确定的。

不确定值的处理如下：

C11 6.2.6.1/5

某些对象表示不需要表示的值对象类型。如果对象的存储值具有这样的值表示，并由没有的左值表达式读取字符类型，行为未定义。如果这样的表示是由副作用产生，修改对象的全部或任何部分通过一个没有字符类型的左值表达式，行为未定义50）。这种表示称为陷阱表示。

对上述规范性文本有评论：

50）因此，可以将自动变量初始化为陷阱表示没有导致未定义的行为，但是值在存储适当的值之前，不能使用该变量。

（强调我的）

此外，左移一个包含不确定值的signed int变量也会导致未定义的行为，以防它被解释为否定行为：

C11 6.5.7 / 4

E1的结果＆lt;＆lt; E2是E1左移E2位位置;腾空位用零填充。如果E1具有无符号类型，则值为结果是E1×2E2，比最大值减少了一个模数在结果类型中可表示。如果E1有签名类型和非负值，E1×2E2可在结果类型中表示，那就是结果价值;否则，行为是未定义。

Answer 3

所有四种情况都在C中调用未定义的行为，因为未初始化的自动变量从未获取其地址。看到不同的答案。

顺便说一下，sizeof(x) 是定义的，因为表达式实际上没有被评估：它是一个衰减到类型的编译时评估。

在最新的C ++ 1y草案（N3936）中，这显然是the language on indeterminate values and undefined behavior has been clarified以来未定义的行为，现在在8.5部分中说明了：

[...]如果评估产生了不确定的值，则行为是不确定的，除非在下列情况下;

继续列出一些无符号窄字符类型的异常。

以前在C ++中，我们不得不依赖underspecified lvalue-to-rvalue conversion来证明未定义的行为，这在一般情况下是有问题的。在这种情况下，我们确实有一个lalue-to-rvalue转换。如果我们查看5.2.2 函数调用段 7 ，其中写着（强调我的）：

当给定参数没有参数时，参数的传递方式使得接收函数可以通过调用va_arg（18.10）来获取参数的值。 [...] 对参数执行左值到右值（4.1），数组到指针（4.2）和函数到指针（4.3）标准转换表达

Answer 4

关于C，所有示例~~的行为~~可能未定义：

Chapter and verse

3.19.2
1 不确定值
要么是未指定的值，要么是陷阱表示
...
6.2.6类型表示
6.2.6.1概述
...
5某些对象表示不需要表示对象类型的值。如果存储对象的值具有这样的表示，并由左值表达式读取没有字符类型，行为是未定义的。如果产生这样的表示通过副作用，通过左值表达来修改对象的全部或任何部分没有字符类型，行为是未定义的。^50）这样的表示被称为陷阱表示。
...
^{50）因此，可以将自动变量初始化为陷阱表示而不会导致未定义
行为，但在存储适当的值之前，不能使用变量的值。}

在所有四种情况下，x都有自动存储持续时间，并且没有明确初始化，这意味着它的值是不确定的;如果此不确定值是陷阱表示，则行为未定义。

编辑

删除了对附录J的引用，因为它是非规范性的。

对未初始化变量的任何保证？

4 个答案: