i＝1，为什么 (++i)+(++i)＝6？ 第1页

出这种题的都该挨揍，在实际工程中写成这样就更该挨揍了。回答完毕。

------------更新 好吧, 认真答一下------------

写个c程序:

       #include <stdio.h>  int main(void) {     int i = 1;     int n = (++i) + (++i);     printf("%d
", n);     return 0; }      

然后执行gcc 21.c && a, 确实结果是6.

现在看一下汇编代码, 先不开优化, 直接gcc -masm=intel -O0 -S 21.c, 看一下汇编出来的结果:

        .file "21.c"  .intel_syntax noprefix  .def ___main; .scl 2; .type 32; .endef  .section .rdata,"dr" LC0:  .ascii "%d12"  .text  .globl _main  .def _main; .scl 2; .type 32; .endef _main:  push ebp  mov ebp, esp  and esp, -16  sub esp, 32  call ___main  mov DWORD PTR [esp+28], 1                   // 这里是i=1  add DWORD PTR [esp+28], 1                   // ++i  add DWORD PTR [esp+28], 1                    // 又是++i  mov eax, DWORD PTR [esp+28]                 // i进eax  add eax, eax                                               // 这次是i=i+i  mov DWORD PTR [esp+24], eax  mov eax, DWORD PTR [esp+24]  mov DWORD PTR [esp+4], eax  mov DWORD PTR [esp], OFFSET FLAT:LC0  call _printf  mov eax, 0  leave  ret  .ident "GCC: (tdm-1) 5.1.0"  .def _printf; .scl 2; .type 32; .endef     

确实是按字面上来, 先执行两次++, 再执行括号外的+.

如果开优化呢? 再试一次:

        push ebp  mov ebp, esp  and esp, -16  sub esp, 16  call ___main  mov DWORD PTR [esp+4], 6             mov DWORD PTR [esp], OFFSET FLAT:LC0  call _printf  xor eax, eax  leave  ret     

好吧, 因为都是常数, 编译器直接给算好了.

要想不让编译器帮你算, 前面不能给i直接赋值为1. 改成用scanf接受好了. 先不开优化, 再试,

注意注意!!!!!!!!!!!! 这次运行的结果变成5了!!!!!!!!!!!!!!!

开优化, 则还是6.

再看汇编代码, 只看关键部分:

        mov eax, DWORD PTR [esp+24]  add eax, 1  mov DWORD PTR [esp+24], eax  mov edx, DWORD PTR [esp+24]  mov eax, DWORD PTR [esp+24]  add eax, 1  mov DWORD PTR [esp+24], eax  mov eax, DWORD PTR [esp+24]  add eax, edx  mov DWORD PTR [esp+28], eax  mov eax, DWORD PTR [esp+28]     

把i的值读到eax, 然后在eax里+1, 再放回去, 再放到edx; 再把i的值读到eax, 注意这时i的值是2了. 再+1, 再放回去, 已经是3了. 再和之前edx那个(还是2)相加, 结果就成5了.

如果开优化-Os呢?

        mov eax, DWORD PTR [esp+28]  add eax, 2  mov DWORD PTR [esp+28], eax  add eax, eax     

把i的值放到eax, 然后直接帮你+2, 再放回去(其实没有必要, 但是程序不知道i的值已经没用了.) 然后在eax里再加自己, 于是还是3+3=6.

以上是bug吗？再用arm-none-eabi-gcc试一下，先不开优化：

        ldr r3, [fp, #-12]  add r3, r3, #1  str r3, [fp, #-12]  ldr r2, [fp, #-12]  ldr r3, [fp, #-12]  add r3, r3, #1  str r3, [fp, #-12]  ldr r3, [fp, #-12]  add r3, r2, r3     

从i到r3, +1, 再放回i, 这时i的值是2. 再从i到r2一份(还是2), 再到r3, +1, 放回i. 最后r3=r2+r3, 那不还是5吗?

开优化-Os:

        ldr r1, [sp, #4]  add r1, r1, #2  str r1, [sp, #4]  mov r1, r1, asl #1     

从i到r1, 然后一样是给+2了, 再放回i. 然后直接把r1里的左移1位也就是*2了... 所以还是6.

gcc版本5.1.0, tdm-1, arm-none-eabi-gcc版本4.9.3.

其他平台上的情况就不知道了, 哪位有兴趣了自己试试.

----------最后再补充一下--------------

这个程序如果加了-Wall, 编译时就会告诉你:

       21.c: In function 'main': 21.c:7:22: warning: operation on 'i' may be undefined [-Wsequence-point]      int n = (++i) + (++i);                           

所以一定要养成加-Wall的好习惯.

来人，上《编译原理》……你爱等于几等于几

这种问题就好像我老婆她们别的专业开的计算机课……我都想把她们老师拖出来打死！

出这种UB（Undefined Behaviour）题目很无聊，这个我已经多次说过了。在实际工作当中写这种代码的首先就应该拉出去毙了。

无论是4，还是5，还是6，都是错的。因为这是个UB，没有标准答案。

但是为什么我还是来答这种问题，因为我认识到这种问题被频频拿出来考新手，是因为新手很容易在这里翻车。而研究新手为什么很容易在这里翻车，我觉得是有意义的。

所以本回答旨在探讨新手为什么容易在这里翻车，思维的陷阱到底在哪里。（本回答并不是为了解释这个UB的成因本身，本回答其实也不太适合对计算机组成原理不熟悉的同学，当然你要看我也没办法，但是包教不包会，据此面试后果自负）

++i，如果单独写成一个语句，等同于i=i+1。我想这个应该没有人有问题。

但是其实这里应该是有问题的，特别是新手。对于新手来说，如果没有意识到这里的问题，那么就很可能在上面那个题目当中翻车。

什么问题呢？

i=i+1，这个式子，在数学上是不成立的。或者说是无解的。（为防止被数学大佬喷，限定一下在初等数学范围内。。。）

也就是说，程序当中的表达式，并不是完全等同于数学公式。因此，不能以代数方程的理念去理解它。

程序当中的i=i+1，其实应该理解为：从一个名叫i的地方（内存空间）取出一个数，将其加1，然后放入名叫i的地方。

也就是，程序当中的表达式，其实只是一系列语句（statement）的简写。i=i+1写成完整语句，其实是：

1. load i -> 某CPU寄存器
2. 将该寄存器内容+1
3. save该寄存器内容 -> i

所以，（++i）+（++i）的意思其实是：

1. load i -> 某CPU寄存器 （第一个括号
2. 将该寄存器内容+1
3. save该寄存器内容 -> i
4. load i -> 某CPU寄存器 （第二个括号
5. 将该寄存器内容+1
6. save该寄存器内容 -> i
7. load i -> 某CPU寄存器 （两个括号之间
8. load i -> 另一个CPU寄存器
9. 将两个寄存器内容相加

（但是注意虽然上面编了序号，但是1-3和4-6之间其实是并列关系，并非要按照序号顺序执行。7和8也是并列关系，可以按任何顺序执行。而这种执行的顺就是导致这个问题是个UB问题的原因）

这样就应该没有人还是认为结果一定是4了吧。

新手掉坑里的原因就在于，把程序当中的表达式当作数学式子，把其中的字母当作未知数。

而理解表达式并不等同于数学式子，变量也不等同于未知数，在我看来是此类问题唯一的价值。

2001/02/19 补充：