多维数组访问是否按顺序进行？

Question

采取以下措施：

int a(void) {
    puts("a");
    return 0;
}

int b(void) {
    puts("b");
    return 1;
}

int c(void) {
    puts("c");
    return 2;
}

int d(void) {
    puts("d");
    return 3;
}

以下行为会有可预测的行为吗？

int arr[4][4][4][4];
arr[a()][b()][c()][d()] = 1;

是否保证按这个顺序打印：

int a(void) {
    puts("a");
    return 0;
}

int b(void) {
    puts("b");
    return 1;
}

int c(void) {
    puts("c");
    return 2;
}

int d(void) {
    puts("d");
    return 3;
}

我知道以下结构是无效的：

int i;
i = i++;

这是因为=是一个无序运算符，因此是否首先计算i或i++是未定义的。在另一个序列点之前访问和修改单个对象是未定义的行为。

换句话说，以下内容是否有效：

int i = 0, arr[4][4][4][4];
arr[i++][i++][i++][i++] = 1;

或者它是否会由于无序的修改和访问而调用未定义的行为i？

根据C标准，[]在索引多维数组时，每个连续的序列点之间是否存在定义的序列点？

需要明确的是，这些示例都与优先级、隐式括号的放置以及运算符对其操作数进行操作的顺序无关。问题在于排序，即操作数本身的求值顺序。

Answer 1

以下行为会有可预测的行为吗？

int arr[4][4][4][4];
arr[a()][b()][c()][d()] = 1;

不。

虽然数组元素的计算将从左到右进行计算，但由于一个是下一个的操作数，所以不能保证数组索引本身将从左到右进行计算。

更具体地说，arr[a()]是在之前评估的arr[a()][b()]，在之前评估的arr[a()][b()][c()]，在之前评估的arr[a()][b()][c()][d()]。然而，a()、b()、c()、 和d()可以按任何顺序求值。

C 标准第 6.5p3 节有关表达式的规定：

运算符和操作数的分组由语法指示。除非稍后指定，否则子表达式的副作用和值计算是无序的

关于数组下标的第 6.5.2.1 节没有提及操作数的排序E1[E2]，尽管它确实声明了先前的表达式与 完全相同(*((E1)+(E2)))。然后，查看有关间接运算符的第 6.5.3.2 节*和有关加法运算符的第 6.5.6 节+，两者都没有提及以任何方式排序的操作数的评估。因此 6.5p3 适用，并且函数a、b、c和d可以按任何顺序调用。

出于同样的原因，这：

arr[i++][i++][i++][i++] = 1;

触发未定义的行为，因为数组索引的评估彼此之间没有顺序，并且在没有序列点的情况下对同一对象有多个副作用。

Answer 2

不保证多维数组访问的索引按任何特定顺序进行计算。演示显示了从左到右调用的函数，但在 Godbolt 中选择不同的编译器会从右到左评估它们。

经过进一步调查，第二个代码示例导致 Clang 发出警告：

warning: multiple unsequenced modifications
      to 'i' [-Wunsequenced]
        arr[i++][i++][i++][i++] = 1;
             ^    ~~

多维数组的访问可以分解为一系列，(array)[index]其中array是多维数组的较高维度（arr本身就是最高维度），index是索引表达式，例如函数调用或i++表达式。

标准认为lhs[rhs]等于*((lhs)+(rhs))，因此不确定是否首先评估任何给定的index或array它的索引，因为该+运算符是无序的。array在所有不是自身的情况下arr，评估都涉及在更高的维度上array评估它。 index

因此，评估多维数组访问的索引的顺序是不确定的。