程序状态的任何变化是否构成可观察的行为？

发布于 2024-11-30 16:10:47 字数 612 浏览 2 评论 0原文

考虑以下两个程序：

程序一

int main()
{
   printf( "hello\n" );
}

程序二

int main()
{
   srand( 0 );
   if( rand() ) {
      printf( "hello\n" );
   } else {
      printf( "hello\n" );
   }
}

它们是否具有相同的可观察行为？根据 C++ 标准 (1.9/6)，可观察的行为包括：

读取和写入 易失性
数据库 I/O 函数

现在 srand() 和 rand() 可能不是 I/O 函数（尽管我不知道给定的实现是否使用某些硬件噪声源），但它们会修改程序内部状态。他们会操纵易失性数据吗？我不知道。对 printf() 的调用显然是 I/O 操作，并且其序列在两个程序中是相同的。

上面的两个程序是否具有相同的可观察行为？我如何知道两个给定的程序是否具有相同的可观察行为？

原文

Consider the two following programs:

program one

int main()
{
   printf( "hello\n" );
}

program two

int main()
{
   srand( 0 );
   if( rand() ) {
      printf( "hello\n" );
   } else {
      printf( "hello\n" );
   }
}

Do they have the same observable behavior or not? According to C++ Standard (1.9/6) the observable behavior includes:

reads and writes to volatile data
library I/O functions

Now srand() and rand() are likely not I/O functions (although I have no idea whether a given implementation uses some hardware noise source), but they modify program internal state. Do they manipulate volatile data? I don't know. Calls to printf() are clearly I/O operations and sequences thereof are identical in both programs.

Do the two programs above have the same observable behavior? How do I know if two given programs have the same observable behavior?

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作死小能手 2024-12-07 16:10:47

上面的两个程序是否具有相同的可观察行为？

正如您所说，这取决于 srand() 和 rand() 是否具有可观察到的副作用。他们不应该；不能有外部噪声源，因为对于给定的种子，序列需要可重复，并且没有其他原因执行 I/O 或访问易失性数据。

如果编译器能够确定它们不存在（例如，如果它们是在标头中内联定义的，或者链接器足够智能以执行额外的优化），那么它将能够忽略它们；否则，它必须假设它们确实存在，并将它们包括在内。在许多实现中，这些函数将位于预编译库中，并且链接器不会那么智能，因此您最终将调用这些函数；然而，一个好的编译器应该注意到 if 的两个分支是相同的并省略测试。

（更新：如评论中所述，只有当编译器可以确定未来可观察的行为不能依赖于其副作用时，才可以省略对 rand() 的调用）。