未定义，未指定和实施定义的行为

Question

C和C ++中的不确定的行为（ub）？ 未指定的行为和实现定义行为呢？它们有什么区别？

Answer 1

实施定义 -

实施者的希望，应该有充分的记录，标准提供了选择，但一定要编译

未指定的 -

与实现定义但未记录的

相同

未定义 -

可能会发生任何事情，请照顾好。

Answer 2

从历史上看，实施定义的行为和不确定的行为代表了标准的作者期望，他们撰写质量实施的人们将使用判断来确定哪些行为保证（如果有的话）对在该计划中运行的计划字段中有用是有用的。预期目标。高端数字处理代码的需求与低级系统代码的需求完全不同，UB和IDB都使编译器作家灵活地满足这些不同的需求。既不要求任何类别的实施方式以任何特定目的有用的方式，甚至对任何目的有用。但是，声称适合特定目的的质量实施应以适合此目的的方式行事是否需要标准。

实施定义的行为和未定义的行为之间的唯一区别在于，前者要求实施定义和记录一致的行为，即使在实施不可能使用的情况下，实现行为也是有用的。它们之间的分界线不是通常对于实现行为是否有用（编译器作者应定义有用的行为，而当标准是否要求它们是否要求它们时），而是），而是 是否可能存在定义行为的实现同时成本高昂，无用。关于这种实现可能存在的判断并非以任何方式，形状或形式，这意味着关于支持其他平台上确定行为的有用性的任何判断。

不幸的是，自1990年代中期以来，编译器作家已经开始将缺乏行为命令解释为判断力，即即使在其重要的应用领域，甚至在他们几乎没有成本的系统中，行为保证也不值得成本。编译器作家并没有将UB视为行使合理判断的邀请，而是开始将其视为借口不是。

例如，给定以下代码：

int scaled_velocity(int v, unsigned char pow)
{
  if (v > 250)
    v = 250;
  if (v < -250)
    v = -250;
  return v << pow;
}

两个组合的实现将不必花费任何努力
任何处理表达式 v＆lt;＆lt; POW 作为两个组合班
不考虑 v 是正面还是负面。

但是 V 的of。即使对每个意义上的编译器都支持负值的左移动，并且大量现有代码依赖于这种行为，现代哲学也会解释这样一个事实，即标准表明左移动负值是UB暗示编译器作家应该随意忽略这一点。

Answer 3

C ++标准N3337 § 1.3.10
实施定义的行为

行为，用于形成良好的程序构建和正确的数据，
取决于实施，每个实施文档

有时C ++标准不会在某些构造上强加特定的行为，而是说必须选择特定的，定义明确的行为，并通过特定的实现（版本图书馆）。因此，用户仍然可以确切地知道程序的行为，即使标准没有描述这一点。

---

C ++标准N3337 § 1.3.24
未定义的行为

该国际标准没有任何要求的行为
[注意：当国际
标准省略了对行为的任何明确定义或程序
使用错误的构造或错误的数据。允许的不确定
行为范围从完全忽略情况
不可预测的结果，在翻译或程序中行为
以有记录的方式执行环境的特征
（有或没有发出诊断消息），以终止
翻译或执行（发出诊断
信息）。许多错误的程序构造并未导致未定义
行为;他们必须被诊断。 - 终注]

当程序遇到未根据C ++标准定义的构造时，允许执行您想做的任何事情（也许向我发送电子邮件或向您发送电子邮件或完全忽略代码）。

---

C ++标准N3337 § 1.3.25
未指定的行为

行为，用于形成良好的程序构建和正确的数据，
取决于实现[注意：实现不是
需要记录发生哪些行为。可能的范围
行为通常由该国际标准划定。 - 结尾
注意]

C ++标准不会在某些构造上强加特定的行为，而是说必须通过特定实现（库的版本）选择特定的，定义明确的行为（但不一定描述）。因此，在没有提供描述的情况下，用户很难确切知道程序的行为。

Answer 4

未定义的行为是丑陋的 - 如“好，坏和丑陋”。

良好：出于正确的理由，可以编译和工作的程序。

不好：一个具有错误的程序，该程序可以检测和投诉。

丑陋：一个有错误的程序，编译器无法检测和警告，这意味着该程序编译了，并且似乎在某些时候可以正常工作，但也使某些时间失败了。那就是不确定的行为。

某些程序语言和其他正式系统会努力限制“不确定的湾” - 也就是说，他们尝试安排事情，以便大多数或所有程序都是“好”或“坏”，而很少有人是“丑陋的” ”。然而，C的特征是它的“不确定鸿沟”非常广泛。

Answer 5

更新2024：

对于C ++，由于C ++ 26，我们还具有错误的行为，它与不确定的行为不同。

这篇文章的讨论篇幅：什么是错误的”>行为？它与未定义的行为有何不同？。

但是，由于当前的帖子是各种“有问题”的律师的主要文章，
我认为在此处发布摘要将很有帮助：

• 主要动机是减少对安全攻击的志愿性，因为UB允许编译器几乎可以做任何事情。
• 此功能是C ++委员会努力将语言引导到更安全的地方的一部分。
• 错误的行为始于错误的值，例如，由于一个非初始化的变量而导致的。
• 错误的行为带来了失去一些优化机会的成本。
• 非初始化的变量可以通过使用 [[不确定]] 属性来保持Pre-C ++ 26行为。

描述来自 cppreference ：

错误的行为 - （不正确的）行为，建议实现进行诊断。

• 错误的行为始终是程序代码不正确的结果。
• 对常数表达的评估永远不会导致错误的行为。
• 如果执行包含指定为错误行为的操作，则允许并建议执行诊断，并允许在该操作后未指定的时间终止执行。
• 实现可以确定在针对程序行为的一组假设之下可以达到错误的行为，这可以发出诊断。

最后，这篇文章可能是Intereset的：。
据此，编译器确实应确保某种初始化。
由于具有性能效果，因此您可以使用 [[不确定]] 属性如上所述避免。

Answer 6

未定义的行为 是C和C ++语言的这些方面之一，这对于来自其他语言的程序员来说可能会令人惊讶（其他语言试图更好地隐藏它）。基本上，即使许多C ++编译器不会报告程序中的任何错误，也可以编写无法以可预测方式行为的C ++程序！

让我们看一个经典示例：

#include <iostream>
    
int main()
{
    char* p = "hello!\n";   // yes I know, deprecated conversion
    p[0] = 'y';
    p[5] = 'w';
    std::cout << p;
}

变量 p 指向字符串文字“ hello！\ n” ，下面的两个作业尝试修改该字符串字面的字体。这个程序做什么？根据 c ++标准，[lex.string]注释4 ，它调用未定义的行为：

尝试修改字符串字面的效果是不确定的。

我可以听到人们尖叫的声音。尝试导致核心转储”。这正是不确定行为的问题。基本上，该标准允许一旦调用未定义的行为（甚至鼻恶魔），任何事情都会发生。如果根据您的语言心理模型存在“正确”的行为，则该模型简直是错误的； C ++标准是唯一的投票期。

未定义行为的其他示例包括

• 访问数个数组范围，
• 零分割，
• reterence null Pointer ，
• 终生结束后访问对象或
• 写作据称是聪明的表达 ++ i 。

[Into.defs] 也定义了未定义的两个较不危险的兄弟，未指定的兄弟行为和实施定义的行为：

实施定义的行为＆nbsp;＆nbsp;＆nbsp;＆nbsp;

行为，用于良好的程序构建和正确的数据，取决于实现，每个实施文档

未指定的行为＆nbsp;＆nbsp;＆nbsp;＆nbsp; /H5>

行为，对于良好的程序构建和正确的数据，取决于实现

[注意：不需要实现来记录发生哪些行为。
可能的行为范围通常由本文档描述。
- end Note ]

未定义的行为＆nbsp;＆nbsp;＆nbsp;＆nbsp; /H5>

本文档不强调要求的行为

[注释：当本文档省略对行为的任何明确定义或程序使用错误的构造或错误的数据时，可能会预期不确定的行为。
允许的不确定的行为范围从完全忽略情况以不可预测的结果忽略情况，到在翻译或计划执行过程中以有记录的环境特征（有或没有发出诊断消息的发行）到终止翻译或执行（通过发行发行）诊断消息）。 [...]
- end Note ]

您该怎么做才能避免遇到未定义的行为？基本上，您必须阅读良好的C ++书籍由知道他们在说什么的作者。避免互联网教程。避免公牛。

Answer 7

好吧，这基本上是 c Standard ：：

3.4.1 1 实施定义的行为未指定的行为
每个实现都记录了如何
选择是

2示例一个例子
实施定义的行为是
当高阶位传播
签名的整数向右移动。

3.4.3 1 未定义的行为行为，使用了不可商业或错误的行为
程序构造或错误
数据，该国际
标准不征收任何要求

2
注意可能的未定义行为
范围从忽略情况
完全有不可预测的结果，
在翻译过程中表现或
程序执行在有记录的
方式的方式
环境（有或没有
发出诊断信息），
终止翻译或执行
（随着诊断的发行
消息）。

3示例
不确定的行为是行为
整数溢出。

3.4.4 1 未指定的行为使用未指定的价值或其他行为
这个国际标准
提供两个或更多可能性，
对
在任何情况下都选择

2
示例未指定的示例
行为是
评估了函数的论点。

Answer 8

也许比标准的严格定义更容易理解简单的措辞。

实施定义的行为：
该语言说我们有数据类型。编译器供应商指定了他们使用的尺寸，并提供了有关他们所做工作的文档。

未定义的行为：
你做错了什么。例如，您在 int 中具有很大的价值，该价值不适合 char 。您如何将该值放入 char 中？实际上，没有办法！任何事情都可能发生，但是最明智的事情就是将其第一个字节放入 char 中。分配第一个字节是错误的，但这就是引擎盖下发生的情况。

未指定的行为：
首先执行这两个功能中的哪个？

void fun(int n, int m);

int fun1() {
    std::cout << "fun1";
    return 1;
}
int fun2() {
    std::cout << "fun2";
    return 2;
}

//...

fun(fun1(), fun2()); // which one is executed first?

该语言未指定评估，左至右或向左！因此，未指定的行为可能会或可能不会导致不确定的行为，但是当然，您的程序不应产生未指定的行为。

---

@eskay我认为您的问题值得编辑答案以澄清更多:)

对于 fun（fun1（），fun2（））; 行为是否“实现”吗？编译器必须选择一个或另一个课程，毕竟？

实施定义和未指定之间的区别在于，编译器应该在第一种情况下选择行为，但在第二种情况下不必这样做。例如，实现必须具有 sizeof（int）的一个定义。因此，它不能说该程序的某些部分 为4，而其他部分为8。与未指定的行为不同，编译器可以说：“好吧，我将从左到右评估这些论点，并评估了下一个函数的论点。”它可以在同一程序中发生，这就是为什么它被称为 未指定的 。实际上，如果指定了一些未指定的行为，则可以使C ++更容易。在此处查看 dr。 Stroustrup的答案：

据称，可以为编译器提供这种自由与需要“普通左右评估”的差异可能很重要。我不敢相信，但是有无数的编译器“那里”利用自由，有些人热情地捍卫自由，改变将是困难的，可能需要数十年的时间才能渗透到C和C ++世界的遥远角落。我感到失望的是，并非所有编译器都警告 ++ i+i ++ 等代码。同样，未指定参数的评估顺序。

imo太多的“事物”是未定义的，未指定的，很容易说，甚至举例说明，但很难解决。还应注意的是，避免大多数问题并产生便携式代码并不是那么困难。

Answer 9

从官方的基本原理文件中

术语未指定的行为， 不确定的行为和 实施定义行为用于对编写属性标准属性的编写程序的结果进行分类没有或不能完全描述。采用这种分类的目的是允许实施中有一定的变化，这使实施质量成为市场上的积极力量，并允许某些流行的扩展，而无需消除与标准的统一性。标准目录的附录F将这些行为属于这三个类别之一。

未指定的行为在翻译程序时为实施者提供了一些纬度。这个纬度并不能扩展到未能翻译程序。

未定义的行为允许实施者许可不要捕获难以诊断的某些程序错误。它还确定了可能符合语言扩展的领域：实施者可以通过提供官方不确定的行为来增强语言。

实施定义的行为使实施者可以自由选择适当的方法，但要求向用户解释此选择。指定为实施定义的行为通常是用户可以根据实现定义做出有意义的编码决策的行为。在确定实施定义的广泛定义时，实施者应牢记该标准。与未指定的行为一样，简单地不翻译包含实现定义行为的源并不是足够的响应。

Answer 10

不确定的行为与未指定的行为有一个简短的描述。

他们的最后摘要：

总结一下，未指定的行为通常是您不应该不应该的
担心，除非您的软件需要便携。
相反，不确定的行为总是不受欢迎的，永远不应该
发生。