在 C++ 中循环字符时出现意外结果

Question

我正在使用《使用 C++ 进行编程原理和实践》一书来学习编程，其中一个练习是使用 while 循环遍历字符 az。

现在，我之前已经使用 C++ 和其他语言进行过编程，因此我决定尝试使用尽可能少的行（同时仍然使用 while 循环）。然而，这伴随着我的输出成本有点混乱。

代码：

#include <iostream>
int main(){
    char ch = 'a';
    while(ch <= 'z')
        std::cout << ch << '\t' << (int) ch++ << std::endl;
    return 0;
}

输出：

b   97
c   98
d   99
e   100
...
x   119
y   120
z   121
{   122

现在我确实意识到这可以通过 for 循环来完成，我也这样做了（它有效）。但我仍然不明白这段代码有什么问题，这真的很烦人。

看起来好像我已经告诉它输出“ch+1”，因为它在应该打印“a”的地方打印出“b”。直到 ch 的整数值被放入输出流（后增量）之后，增量才会完成。即使我之前增加了它，至少打印的字符和它们的整数值应该对应。

关于为什么这段代码不起作用的任何想法？

Answer 1

运算符<< 调用的顺序已明确指定，但其操作数的求值顺序却未明确指定。

ch 的增量可能发生在“第一次”输出 ch 之前或之后，并且由于交错的读/写操作，仅仅运行该程序无论如何都是未定义的：

[2003: 1.9/12]: 完整表达式是一个不是
另一个表达式的子表达式。 [..]

[2003: 1.9/16]: 完成时有一个序列点
每个完整表达式的评估。

[2003: 5/4]: 除非另有说明，操作数的求值顺序
各个运算符和各个表达式的子表达式，
并且副作用发生的顺序未指定。
在前一个和下一个序列点之间，标量对象应
通过评估其存储值最多修改一次
表达。此外，先前的值只能被访问
确定要存储的值。本款的要求
应满足 a 的子表达式的每个允许的排序
充分表达； 否则行为未定义。

---

相反，要明确：

std::cout << ch << '\t' << int(ch) << std::endl;
++ch;

---

您的编译器应该就您的代码发出警告。这并不表明您没有将诊断设置在有用的级别。

对于 GCC，请使用 -Wall -Wextra -std=c++98 -pedantic （或对于 C++ 使用 -Wall -Wextra -std=c++0x -pedantic 0x）。

Answer 2

简短的回答是，您有一些未定义的行为，因为您在同一表达式中通过单独的子表达式修改和使用变量 ch 的值。

这里要做的正确的事情是使用最实用的循环来完成手头的任务：

#include <iostream>
int main(){
    for(char ch = 'a'; ch <= 'z'; ++a){
        std::cout << ch << '\t' << ch+0 << std::endl;
    }
}

Answer 3

首先评估代码中的 ch++。更具可读性和正确性的版本是：

#include <iostream>
int main(){
    char ch = 'a';
    while(ch <= 'z') {
        std::cout << ch << '\t' << int(ch) << std::endl;
        ++ch;
    }
    return 0;
}

Answer 4

当您在一个命令或表达式中使用一个变量两次时，一次使用 ++（或 --），一次不使用，则会出现未定义的行为。

而是使用：

while(ch <= 'z')
{
   std::cout << ch << '\t' << (int) ch << std::endl;
   ch++;
}