Неопределенное поведение

В компьютерном программировании неопределённое поведение — это поведение, которое может различаться в разных реализациях языка программирования . ^{[ нужны разъяснения ]} содержит программа Можно сказать, что неопределенное поведение, когда ее исходный код может создавать исполняемый файл , который демонстрирует различное поведение при компиляции на другом компиляторе , или на одном и том же компиляторе с разными настройками, или даже в разных частях одного и того же исполняемого файла. Хотя соответствующие языковые стандарты или спецификации могут налагать ряд возможных вариантов поведения, точное поведение зависит от реализации и не может быть полностью определено при изучении исходного кода программы. ^[1] Неуказанное поведение часто не проявляется во внешнем поведении итоговой программы, но иногда может приводить к отличающимся выводам или результатам, потенциально вызывая проблемы с переносимостью .

Определение

Чтобы компиляторы могли создавать оптимальный код для своих целевых платформ, стандарты языков программирования не всегда навязывают определенное поведение для данной конструкции исходного кода. ^[2] Неспособность явно определить точное поведение каждой возможной программы не считается ошибкой или слабостью спецификации языка, и это было бы невозможно. ^[1] В языках C и C++ такие непереносимые конструкции обычно группируются в три категории: определяемое реализацией, неопределенное и неопределенное поведение . ^[3]

Точное определение неопределенного поведения варьируется. В C++ это определяется как «поведение правильно сформированной конструкции программы и правильных данных, которое зависит от реализации». ^[4] В стандарте C++ также отмечается, что обычно предоставляется диапазон возможных вариантов поведения. ^[4] В отличие от поведения, определяемого реализацией, реализация не требует документирования своего поведения. ^[4] Точно так же стандарт C определяет это как поведение, для которого стандарт «предоставляет две или более возможности и не накладывает никаких дополнительных требований, к которым выбирается тот или иной вариант». ^[5] Неопределенное поведение отличается от неопределенного поведения . Последнее обычно является результатом ошибочной конструкции программы или данных, и к трансляции или выполнению таких конструкций не предъявляется никаких требований. ^[6]

Поведение, определяемое реализацией

C и C++ отличают поведение, определяемое реализацией, от неопределенного поведения. Для поведения, определяемого реализацией, реализация должна выбрать конкретное поведение и задокументировать его. Примером в C/C++ является размер целочисленных типов данных. Выбор поведения должен соответствовать документированному поведению в рамках данного выполнения программы.

Примеры

Порядок вычисления подвыражений

Многие языки программирования не определяют порядок вычисления подвыражений полного выражения . Этот недетерминизм может позволить реализовать оптимальные реализации для конкретных платформ, например, использовать параллелизм. Если одно или несколько подвыражений имеют побочные эффекты , то результат вычисления полного выражения может отличаться в зависимости от порядка вычисления подвыражений. ^[1] Например, учитывая

а   знак   равно ж  (  б  )   +   г  (  б  );

, где f и g оба модифицируют b, результат сохраняется в a может быть разным в зависимости от того, f(b) или g(b) оценивается в первую очередь. ^[1] В языках C и C++ это также относится к аргументам функции. Пример: ^[2]

#include   <iostream>  int   f  ()   {    std  ::  cout   <<   "In f  \n  "  ;    вернуть   3  ;  }  int   g  ()   {    std  ::  cout   <<   "In g  \n  "  ;    вернуть   4  ;  }  Int   sum  (  int   i  ,   int   j  )   {    return   i   +   j  ;  }  int   main  ()   {    возвращаем   сумму  (  f  (),   g  ());   }

Получившаяся программа запишет две строки вывода в неопределенном порядке. ^[2] В некоторых других языках, таких как Java , порядок вычисления операндов и аргументов функции определен явно. ^[7]

См. также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ИСО/МЭК (29 мая 2009 г.). ISO/IEC PDTR 24772.2: Руководство по предотвращению уязвимостей в языках программирования посредством выбора и использования языка
^ Jump up to: ^а ^б ^с Беккер, Пит (16 мая 2006 г.). «Жизнь по правилам» . Журнал доктора Добба . Проверено 26 ноября 2009 г.
^ Хенриксон, Матс; Найквист, Эрик (1997). Промышленная мощь C++ . Прентис Холл. ISBN 0-13-120965-5 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ИСО / МЭК (2003). ISO/IEC 14882:2003(E): Языки программирования — C++ §1.3.13, поведение не указано [defns.unspecified]
^ ИСО / МЭК (1999). ISO/IEC 9899:1999(E): Языки программирования – C §3.4.4, параграф 1
^ ИСО / МЭК (2003). ISO/IEC 14882:2003(E): Языки программирования – C++ §1.3.12 неопределенное поведение [defns.undefined]
^ Джеймс Гослинг , Билл Джой , Гай Стил и Гилад Брача (2005). Спецификация языка Java , третье издание. Аддисон-Уэсли. ISBN 0-321-24678-0

[pdtr-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ИСО/МЭК (29 мая 2009 г.). ISO/IEC PDTR 24772.2: Руководство по предотвращению уязвимостей в языках программирования посредством выбора и использования языка

[ddj_becker-2] Jump up to: ^а ^б ^с Беккер, Пит (16 мая 2006 г.). «Жизнь по правилам» . Журнал доктора Добба . Проверено 26 ноября 2009 г.

[industrialcpp-3] Хенриксон, Матс; Найквист, Эрик (1997). Промышленная мощь C++ . Прентис Холл. ISBN 0-13-120965-5 .

[C++03_1.3.13-4] Jump up to: ^а ^б ^с ИСО / МЭК (2003). ISO/IEC 14882:2003(E): Языки программирования — C++ §1.3.13, поведение не указано [defns.unspecified]

[c99_usb-5] ИСО / МЭК (1999). ISO/IEC 9899:1999(E): Языки программирования – C §3.4.4, параграф 1

[C++03_1.3.12-6] ИСО / МЭК (2003). ISO/IEC 14882:2003(E): Языки программирования – C++ §1.3.12 неопределенное поведение [defns.undefined]

[jls-7] Джеймс Гослинг , Билл Джой , Гай Стил и Гилад Брача (2005). Спецификация языка Java , третье издание. Аддисон-Уэсли. ISBN 0-321-24678-0

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]