关于UB的问题

方兆国

       最近上CU论坛的C/C++板块，很多话题都是围绕着UB的，从它的英文名Undefined Behavior看来，它就是未定义的行为。
       未定义的行为，编译器或者IDE应该会有相应的手段处理，要么直接报错，或者有警告提示，要么编译器自行定义过相应的行为，否则，如果真心不知道该怎么办，那编译器是怎么处理的？
       如果代码中出现未定义行为，会出现什么后果呢？最近论坛里吵得特别凶，我十分好奇这个问题，请高手给出具体一点儿的解释。
       而且我听说，合理的C代码不应该有类似这种a+=a-=a*a;还需要分析好半天的代码。是不是如果代码里面只要没有这种不合理的代码，就不会有UB呢？是不是遵循友好代码原则的代码就没有UB问题呢？
       谢谢各位高手赐教，但不希望这个帖子成为吵架帖，谢谢！

方兆国

@chenyx@dooros@Shell_HAT@ulovko@send_linux@无风之谷@waker@飞鸿无痕@snow888@crazyhadoop@庸人谷@_Rayx@陈良乔@hellioncu@南非蚂蚁@pmerofc@gvim@三月廿七@starwing83

可能@的好友略多，请见谅，谢谢大家的指导

方兆国

@群雄逐鹿中原很抱歉，刚才忘了问你了

timothyqiu

我的粗浅理解：

未定义行为的「未定义」指的是在标准中没有对行为作出强制规定。实际落实到某一个编译器的具体实现时，编译器自己选择一个认为合理的行为作为准则，所以在具体编译器这一层面上讲，是有明确定义的，不是说今天编译出来是这个结果、明天是那个结果 ╮(╯▽╰)╭ 但编译器之间可能有不同的行为。

代码中出现未定义行为的危害首当其冲的应该是可移植性。

方兆国

回复 4# timothyqiu


    额,我百度了一下也有类似说法,也就是UB只影响代码的可移植性，如果程序是针对平台的，就不用考虑这个问题了。
   还有一个问题，很多地方都说要编写友好代码，就是便于别人修改的代码，是不是遵循这一原则写的代码就没有UB问题

timothyqiu

方兆国 发表于 2013-01-14 21:21
回复 4# timothyqiu

还有一个问题，很多地方都说要编写友好代码，就是便于别人修改的代码，是不是遵循这一原则写的代码就没有UB问题

友好的代码应该能规避一些未定义行为问题（比如你举的例子），但是肯定不能规避所有的未定义行为。比如

1. int x;
   
2. ... 对 x 初始化 ...
   
3. some_func_require_shifted_x(x << 1);

复制代码

看着够友好了，但依旧存在未定义的隐患（x 的最高非符号位为 1 时）。

我想，规避的办法除了靠错误累积经验，也许就只能在有闲情逸致时看标准里对未定义行为描述了，比如 C99 标准后面就附有所有的未定义行为列表。

p.s. 还有一个 Unspecified Behavior 其实和 Undefined Behavior 大同小异，前者是给出了若干个可选行为没有指定，后者是完全随意发挥……（所以基本看不到有人用 UB 这个缩写）

dooros

如果你有洁癖就不会容忍那样的语句存在。

方兆国

回复 6# timothyqiu


    额，我也是在论坛上看到的UB，以前可能见过，没注意过
刚刚测试了一下，编译器确实有这种警告，有警告的话，就没有多少关系了

1. int main(int argc, char *argv[])
   
2. {
   
3.         int a = 5;
   
4.         a += a -= a * a;
   
5.         printf("%d", a);
   
6.         return 0;
   
7. }

复制代码

下面是Eclipse+MinGW的构建结果

1. 22:24:45 **** Rebuild of configuration Debug for project file_2.2.3 ****
   
2. Info: Internal Builder is used for build
   
3. gcc -O0 -g3 -Wall -c -fmessage-length=0 -o "bin\\file_2.2.3.o" "..\\bin\\file_2.2.3.c"
   
4. ..\bin\file_2.2.3.c: In function 'main':
   
5. ..\bin\file_2.2.3.c:42:4: warning: operation on 'a' may be undefined [-Wsequence-point]
   
6. ..\bin\file_2.2.3.c:42:4: warning: operation on 'a' may be undefined [-Wsequence-point]
   
7. gcc -o file_2.2.3.exe "bin\\file_2.2.3.o"
   
8. 
   
9. 22:24:46 Build Finished (took 1s.575ms)
   
10. 
    

复制代码

starwing83

甚至同一个编译器的版本改变，都可能导致未定义行为的改变。除非你确定你绝不会升级编译器什么的。

有些未定义行为很难检测，有一些甚至只有在运行时才会偶然出现，比如int类型的溢出这种UB——你怎么在编译的时候就判断是否会溢出？

gcc会尽量给出UB的提示（比如你给出的那个表达式），但是也有判断不出来的。

方兆国

回复 7# dooros


    额，这样，我的代码习惯是定义的时候立即初始化，尽量用短代码，感觉还好