Question

SO上的各种受尊敬的高代表用户坚持认为阅读具有不确定价值的变量＆＃34;总是UB＆＃34;。那么在C标准中究竟提到了哪一个呢？

很明显，不确定的值可能是未指定的值或陷阱表示：

3.19.2
  不确定的价值
  要么是未指定的值，要么是陷阱表示

3.19.3
  未指明的价值
  本国际标准规定的相关类型的有效值   在任何情况下选择哪个值的要求
  注意未指定的值不能是陷阱表示。

3.19.4
  陷阱表示
  一个对象表示，不需要表示对象类型的值

同样清楚的是，读取陷阱表示会调用未定义的行为，6.2.6.1：

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，通过左值表达式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）这样的表示被调用陷阱表示。

但是，不确定值不一定包含陷阱表示。实际上，对于使用两个补码的系统来说，陷阱表示非常罕见。

在C标准中，它实际上是说读取不确定的值会调用未定义的行为吗？

我正在阅读C11的非规范性附件J，并发现这确实被列为UB的一个案例：

使用具有自动存储持续时间的对象的值不确定（6.2.4,6.7.9,6.8）。

但是，列出的部分无关紧要。 6.2.4仅规定有关生命时间和变量值变得不确定的规则。类似地，6.7.9涉及初始化并说明变量的值如何变得不确定。 6.8似乎大多无关紧要。这些部分都没有包含任何规范性文本，说访问不确定的值可能导致UB。这是附件J中的缺陷吗？

然而，6.3.2.1中有关于左值的一些相关的规范性文本：

如果左值指定一个可以用寄存器声明的自动存储持续时间的对象存储类（从未使用过其地址），并且该对象未初始化（未声明）使用初始化程序并且在使用之前没有执行任何操作），行为未定义。

但这是一种特殊情况，它仅适用于从未使用过地址的自动存储持续时间的变量。我一直认为6.3.2.1的这一部分是UB关于不确定值（不是陷阱表示）的唯一情况。但是人们一直坚持认为，它始终是UB＆＃34;。那么这究竟提到了什么？

Answer 1

据我所知，标准中没有任何内容表明使用不确定的值始终是未定义的行为。

拼写为调用未定义行为的案例是：

例如，C标准指定类型unsigned char没有填充位，因此它的值都不能成为陷阱表示。

memcpy等函数的可移植实现利用这一事实来执行任何值的副本，包括不确定的值。当用作包含填充位的类型的值时，这些值可能是陷阱表示，但当用作unsigned char的值时，它们只是未指定。

我认为假设如果可以调用未定义的行为，那么当程序没有安全的检查方式时，会调用未定义的行为是错误的。请考虑以下示例：

int read(int* array, int n, int i)
{       
   if (0 <= i)
       if (i < n)
           return array[i];
   return 0;
}

在这种情况下，read函数无法安全地检查array是否确实属于（至少）长度n。显然，如果编译器将这些可能的UB 操作视为明确的UB ，那么编写任何指针代码几乎是不可能的。

更一般地说，如果编译器无法证明某些东西是UB，则必须假设它不是UB，否则可能会破坏符合规范的程序。

唯一可能被视为确定性的情况是自动存储对象的情况。我认为合理的原因是因为这些情况可以被静态拒绝，因为编译器需要的所有信息都可以通过本地流分析获得。

另一方面，将其声明为非自动存储对象的UB不会在编译或可移植性方面为编译器提供任何有用的信息（在一般情况下）。因此，标准可能没有提到这些情况，因为无论如何它都不会改变实际实现中的任何内容。

Answer 2

为了最佳地融合优化机会和有用的语义，没有陷阱表示的类型应该将Indeterminate Values细分为三种类型：

第一次读取将产生任何可能由未指定的值产生的值位模式;后续将保证产生相同的价值。除了标准之外，这类似于“未指定的值” 通常不区分有和没有陷阱的类型表示，以及标准要求“未指定”的情况价值“它要求实施确保价值不是陷阱表示;在一般情况下，这将需要一个实现包括防止某些位模式的代码。
每次阅读都可以独立产生任何可能导致的值未指定的位模式。
读取的值，以及对其执行的大多数计算的结果，可能表现得非确定性，就像读取产生了任何一样可能的价值。

不幸的是，标准没有做出这样的区分，而且有一些区别对它所要求的不同意见。我建议＃2应该是默认情况下，代码应该可以指示所有代码所在的位置需要强制编译器选择一个具体的值，并指出一个编译器可能在其他地方使用＃3风格的语义。例如，如果代码为存储为：

struct COLLECTION { size_t count; uint16_t values[65536], locations[65536]; };

保持每个i＆lt;的不变量。 count，locations [values [i]] == i，it 应该可以通过设置“计数”来初始化这样的结构为零，即使存储先前已被用作其他类型。如果将强制转换指定为始终产生具体值，则需要代码看看集合中是否有东西可以使用：

uint32_t index = (uint32_t)(collection->locations[value]);
if (index < collection->count && collections->values[index]==value)
  ... value was found

每次从数组中读取一个项目时，上面的代码任意为“index”产生任意数字是可以接受的，但是第二行中“index”的两个使用都必须使用相同的值

不幸的是，一些编译器编写者似乎认为编译器应将所有不确定值视为＃3，而某些算法需要＃1而某些算法需要＃2，并且没有真正的方法可以区分不同的需求。

Answer 3

3.19.2允许实现成为陷阱表示，读取和写入都是未定义的行为。

您的平台可能会为您提供保证（例如，整数类型永远不会有陷阱表示），但标准不需要，如果您依赖它，您的代码将失去一些可移植性。这是一个有效的选择，但不应该无知。

更多系统具有浮点类型的陷阱表示而不是整数类型，但C程序可以在跟踪寄存器有效性的处理器上运行 - 请参阅(Why) is using an uninitialized variable undefined behavior in C?。这种程度的自由度是C在许多硬件架构中广泛采用的主要原因。