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c++ - 什么属于教育工具来证明人们在 C/C++ 中做出的无根据的假设?

coder 2023-04-24 原文

我想为 SO 准备一个小的教育工具,它可以帮助初学者(和中级)程序员认识并挑战他们在 C、C++ 及其平台上的无根据的假设。

例子:

  • “整数环绕”
  • “每个人都有 ASCII”
  • “我可以将函数指针存储在 void* 中”

我认为一个小型测试程序可以在各种平台上运行,它运行“合理”的假设,根据我们在 SO 方面的经验,这些假设通常由许多没有经验/半经验的主流开发人员做出,并记录他们在不同平台上的突破方式机器。

这样做的目的不是为了证明做某事是“安全的”(这是不可能做到的,测试只有在测试失败时才能证明一切),而是为了向即使是最不理解的人证明如果最不显眼的表达式具有未定义或实现定义的行为,它如何在不同的机器上中断。

为此我想问你:

  • 如何改进这个想法?
  • 哪些测试比较好?它们应该是什么样子?
  • 您是否会在您可以使用的平台上运行测试并发布结果,以便我们最终得到一个平台数据库,它们有何不同以及为什么允许这种差异?

这是测试玩具的当前版本:

#include <stdio.h>
#include <limits.h>
#include <stdlib.h>
#include <stddef.h>
int count=0;
int total=0;
void expect(const char *info, const char *expr)
{
    printf("..%s\n   but '%s' is false.\n",info,expr);
    fflush(stdout);
    count++;
}
#define EXPECT(INFO,EXPR) if (total++,!(EXPR)) expect(INFO,#EXPR)

/* stack check..How can I do this better? */
ptrdiff_t check_grow(int k, int *p)
{
    if (p==0) p=&k;
    if (k==0) return &k-p;
    else return check_grow(k-1,p);
}
#define BITS_PER_INT (sizeof(int)*CHAR_BIT)

int bits_per_int=BITS_PER_INT;
int int_max=INT_MAX;
int int_min=INT_MIN;

/* for 21 - left to right */
int ltr_result=0;
unsigned ltr_fun(int k)
{
    ltr_result=ltr_result*10+k;
    return 1;
}

int main()
{
    printf("We like to think that:\n");
    /* characters */
    EXPECT("00 we have ASCII",('A'==65));
    EXPECT("01 A-Z is in a block",('Z'-'A')+1==26);
    EXPECT("02 big letters come before small letters",('A'<'a'));
    EXPECT("03 a char is 8 bits",CHAR_BIT==8);
    EXPECT("04 a char is signed",CHAR_MIN==SCHAR_MIN);

    /* integers */
    EXPECT("05 int has the size of pointers",sizeof(int)==sizeof(void*));
    /* not true for Windows-64 */
    EXPECT("05a long has at least the size of pointers",sizeof(long)>=sizeof(void*));

    EXPECT("06 integers are 2-complement and wrap around",(int_max+1)==(int_min));
    EXPECT("07 integers are 2-complement and *always* wrap around",(INT_MAX+1)==(INT_MIN));
    EXPECT("08 overshifting is okay",(1<<bits_per_int)==0);
    EXPECT("09 overshifting is *always* okay",(1<<BITS_PER_INT)==0);
    {
        int t;
        EXPECT("09a minus shifts backwards",(t=-1,(15<<t)==7));
    }
    /* pointers */
    /* Suggested by jalf */
    EXPECT("10 void* can store function pointers",sizeof(void*)>=sizeof(void(*)()));
    /* execution */
    EXPECT("11 Detecting how the stack grows is easy",check_grow(5,0)!=0);
    EXPECT("12 the stack grows downwards",check_grow(5,0)<0);

    {
        int t;
        /* suggested by jk */
        EXPECT("13 The smallest bits always come first",(t=0x1234,0x34==*(char*)&t));
    }
    {
        /* Suggested by S.Lott */
        int a[2]={0,0};
        int i=0;
        EXPECT("14 i++ is strictly left to right",(i=0,a[i++]=i,a[0]==1));
    }
    {
        struct {
            char c;
            int i;
        } char_int;
        EXPECT("15 structs are packed",sizeof(char_int)==(sizeof(char)+sizeof(int)));
    }
    {
        EXPECT("16 malloc()=NULL means out of memory",(malloc(0)!=NULL));
    }

    /* suggested by David Thornley */
    EXPECT("17 size_t is unsigned int",sizeof(size_t)==sizeof(unsigned int));
    /* this is true for C99, but not for C90. */
    EXPECT("18 a%b has the same sign as a",((-10%3)==-1) && ((10%-3)==1));

    /* suggested by nos */
    EXPECT("19-1 char<short",sizeof(char)<sizeof(short));
    EXPECT("19-2 short<int",sizeof(short)<sizeof(int));
    EXPECT("19-3 int<long",sizeof(int)<sizeof(long));
    EXPECT("20 ptrdiff_t and size_t have the same size",(sizeof(ptrdiff_t)==sizeof(size_t)));
#if 0
    {
        /* suggested by R. */
        /* this crashed on TC 3.0++, compact. */
        char buf[10];
        EXPECT("21 You can use snprintf to append a string",
               (snprintf(buf,10,"OK"),snprintf(buf,10,"%s!!",buf),strcmp(buf,"OK!!")==0));
    }
#endif

    EXPECT("21 Evaluation is left to right",
           (ltr_fun(1)*ltr_fun(2)*ltr_fun(3)*ltr_fun(4),ltr_result==1234));

    {
    #ifdef __STDC_IEC_559__
    int STDC_IEC_559_is_defined=1;
    #else 
    /* This either means, there is no FP support
     *or* the compiler is not C99 enough to define  __STDC_IEC_559__
     *or* the FP support is not IEEE compliant. */
    int STDC_IEC_559_is_defined=0;
    #endif
    EXPECT("22 floating point is always IEEE",STDC_IEC_559_is_defined);
    }

    printf("From what I can say with my puny test cases, you are %d%% mainstream\n",100-(100*count)/total);
    return 0;
}

哦,我从一开始就制作了这个社区 wiki,因为我认为人们在阅读这篇文章时想要编辑我的胡言乱语。

更新感谢您的意见。我从你的回答中添加了一些案例,看看我是否可以像 Greg 建议的那样为此设置一个 github。

更新: 我为此创建了一个 github 存储库,文件是“gotcha.c”:

请在此处回答补丁或新想法,以便可以在此处讨论或澄清它们。我会把它们合并到 gotcha.c 中。

最佳答案

子表达式的求值顺序,包括

  • 函数调用的参数和
  • 运算符的操作数(例如,+-=*/),但以下情况除外:
    • 二元逻辑运算符(&&||),
    • 三元条件运算符 (?:) 和
    • 逗号运算符 (,)

未指定

例如

  int Hello()
  {
       return printf("Hello"); /* printf() returns the number of 
                                  characters successfully printed by it
                               */
  }

  int World()
  {
       return printf("World !");
  }

  int main()
  {

      int a = Hello() + World(); //might print Hello World! or World! Hello
      /**             ^
                      | 
                Functions can be called in either order
      **/
      return 0;
  } 

关于c++ - 什么属于教育工具来证明人们在 C/C++ 中做出的无根据的假设?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/3457967/

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