“不是必需的”== 未定义的行为？

Question

我的问题主要是关于术语以及如何解释标准。

[expr.rel]#4 :

比较指向对象的不等指针的结果是根据符合以下规则的偏序定义的：

(4.1) 如果两个指针指向同一个数组的不同元素，或者指向其子对象，则要求指向下标较高的元素的指针比较大。

(4.2) 如果两个指针递归地指向同一对象的不同非静态数据成员，或指向此类成员的子对象，则要求后面声明的成员的指针比较大，前提是这两个成员具有相同的访问控制（ [class.access])，两个成员都不是零大小的子对象，它们的类也不是联合。

(4.3) 否则，两个指针都不需要比较大于另一个。

我对如何解释（4.3）有点困惑。这是否意味着这

#include <iostream>
int main() {
    int x;
    int y;
    std::cout << (&x < &y);
    std::cout << (&x < &y);
}

是...

• 有效的 C++ 代码，输出为11或00。
• 无效代码，因为它具有未定义的行为

?

换句话说，我知道（4.3）确实适用于此，但我不确定其含义。当标准说“它可以是 A 或 B”时，这与说“它是未定义的”相同吗？

Answer 1

在 C++ 标准的各个版本中以及问题中引用的最近草案中，措辞都发生了变化。（有关血腥细节，请参阅我对该问题的评论。）

C++11 说：

其他指针比较未指定。

C++17 说：

否则，两个指针的比较都不大于另一个。

问题中引用的最新草案说：

否则，两个指针都不需要比较大于另一个。

这一变化是为了回应一个问题，即““比较大”一词不必要地令人困惑”。

如果您查看标准草案中的周围上下文，很明显，在其余情况下，结果是unspecified。引自 [expr.rel]（斜体字是我的总结）：

比较指向对象的不等指针的结果是根据符合以下规则的偏序定义的：

• [指向同一数组元素的指针]

• [指向同一对象成员的指针]

• [剩余情况]否则，两个指针都不需要比较大于另一个。

如果两个操作数p和q比较相等，p<=q并且 p>=q这两个产量true和p<q和p>q两个产量 false。否则，如果指针p比较不是一个指针更大的和所有的产量和，，，和 所有的产量。否则，每个运算符的结果都是未指定的。q, p>=q, p>q, q<=p,q<ptruep<=qp<qq>=pq>pfalse

所以<在这种情况下运算符的结果是未指定的，但它没有未定义的行为。它可以是对的，也可以是错的，但我认为不需要保持一致。该程序的输出可以是任意的00，01，10，或11。

Answer 2

对于提供的代码，这种情况适用：

(4.3) 否则，两个指针都不需要比较大于另一个。

没有提到 UB，因此严格阅读“两者都不需要”表明每次评估的比较结果可能会有所不同。

这意味着程序可以有效地输出以下任何结果：

00
01
10
11