为什么i^=j^=i^=j不等于*i^=*j^=*i^=*j

Question

在C中，当变量(假设两者都是int) i小于j时，我们可以使用下面的公式

i^=j^=i^=j

以交换这两个变量的值。例如，让int i = 3，j = 5；在计算i^=j^=i^=j之后，我有i = 5，j = 3。

但是，如果我使用两个int指针来重新使用*i^=*j^=*i^=*j (使用上面的示例)，那么我所拥有的将是i = 0和j = 3。

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In C

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    int i=3, j=5;
    i^=j^=i^=j; // after this i = 5, j=3

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    int i = 3, j= 5;
    int *pi = &i, *pj = &j;
    *pi^=*pj^=*pi^=*pj; // after this, $pi = 0, *pj = 5

In JavaScript

    var i=3, j=5;
    i^=j^=i^=j; // after this, i = 0, j= 3

JavaScript的结果使我更感兴趣

我的示例代码，在ubuntu服务器11.0和gcc上

    #include <stdio.h>
    int main(){
        int i=7, j=9;
        int *pi=&i, *pj=&j;
        i^=j^=i^=j;
        printf("i=%d j=%d\n", i, j);
        i=7, j=9;
        *pi^=*pj^=*pi^=*pj
        printf("i=%d j=%d\n", *pi, *pj);
    }

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C中未定义的行为

C中未定义的行为是否是导致这一问题的真正原因？

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在windows 7上使用visual 2005编译的代码会产生预期的结果(输出i= 7，j=9两次)。

2

使用gcc编译的代码在ubuntu ( gcc test.c )上产生意外结果(输出i= 7，j=9，i= 0，j=9)

3.

使用gcc编译的代码在ubuntu ( gcc -O test.c )上产生预期结果(输出i= 7，j=9两次)。)

Answer 1

i^=j^=i^=j是C中未定义的行为。

您违反了序列点规则，在两个序列点之间修改了两次i。

这意味着实现可以自由地分配任何值，甚至使程序崩溃。

出于同样的原因，*i^=*j^=*i^=*j也是未定义的行为。

(C99，6.5p2)“在前一个序列点和下一个序列点之间，对象最多应该通过表达式的计算修改其存储值一次。

Answer 2

考虑以下代码：

 #include <stdio.h>

    int main() {
        int i=7, j=9;
        int *pi=&i, *pj=&j;
        i^=j^=i^=j;
        printf("i=%d j=%d\n", i, j);
        i=7, j=9;
        *pi^=*pj^=*pi^=*pj;
        printf("i=%d j=%d\n", *pi, *pj);

        return 0;
    }

如果您试图编译它，您将看到第一行的warning: unsequenced modification。就像@ouath说的那样，它的定义不明确。根据C11标准，赋值表达式以读-修改-写的方式工作。这个操作并不是所有CPU体系结构上的原子操作。您可以阅读有关警告这里的更多信息。

有趣的是，对于*pi^=*pj^=*pi^=*pj;，我的LLVM编译器中没有警告。

Answer 3

至于Javascript结果中添加的“更有趣的”方面：

虽然表达式在C 正如奥赫在回答中所解释的中没有定义，但在Javascript中定义得很好。然而，在Javascript中如何计算表达式的规则可能不是您所期望的。

ECMAscript规范指出，复合赋值操作符的计算方式如下(ECMA-262 11.13.2)：

production : LeftHandSideExpression @= AssignmentExpression，其中@表示上述操作之一，评估如下：

1. 评价LeftHandSideExpression。
2. 调用GetValue(结果(1))。
3. 评价AssignmentExpression。
4. 调用GetValue(结果(3))。
5. 将运算符@应用于结果(2)和结果(4)。
6. 调用PutValue(结果1，结果5)。
7. 返回结果(5)。

因此，表达式i ^= j ^= i ^= j将按以下步骤进行计算：

i = (3 ^ (j ^= i ^= j))

i = (3 ^ (j = (5 ^ i ^= j)))

i = (3 ^ (j = (5 ^ (i = 3 ^ j)))))

i = (3 ^ (j = (5 ^ (i = 3 ^ 5)))))

i = (3 ^ (j = (5 ^ (i = 6)))))

i = (3 ^ (j = (5 ^ 6))))

i = (3 ^ (j = 3))   // j is set to 3

i = (3 ^ 3)

i = 0               // i is set to 0

避免使用xor操作来交换值的另一个原因。