STL 方法链接是否保留 C 中的求值顺序？

C 中的链接 STL 方法是否保留求值顺序？

在 Bjarne Stroustrup 的《C 编程语言》第 4 版中，以下代码片段举例说明了方法链接：

<code class="cpp">void f2() {
  std::string s = "but I have heard it works even if you don't believe in it";
  s.replace(0, 4, "").replace(s.find("even"), 4, "only").replace(s.find(" don't"), 6, "");
  assert(s == "I have heard it works only if you believe in it");
}</code>

此代码从左到右评估语句，增量更改字符串 s。但是，根据所使用的编译器，此表达式的行为是不明确的：

• Clang: 计算遵循预期顺序，导致 s 为“我听说它仅在以下情况下才有效”你相信它”。
• GCC:求值顺序不可预测，导致 s 取不正确的值。
• Visual Studio:与 GCC 类似，评估是不明确的，经常产生相同的错误结果。

揭示未指定的行为

由于不确定性，代码表现出未指定的行为子表达式的求值顺序，尽管不调用未定义的行为。问题的关键在于链式函数调用中函数参数的求值顺序。

具体而言，对于以下子表达式：

• s.find("even")
• s.find(" don't")

它们的求值顺序对于以下内容是不确定的：

• s.replace(0, 4 , "")

这意味着可以在替换调用之前或之后评估 find 调用，从而影响 s 的长度，从而改变 find 调用的结果。

使用自定义查找函数的插图

为了演示这种歧义，代码的修改版本使用自定义 my_find 函数，该函数报告每个子表达式求值中搜索字符串的位置：

<code class="cpp">std::string::size_type my_find(std::string s, const char *cs) {
  std::string::size_type pos = s.find(cs);
  std::cout << "position " << cs << " found: " << pos << std::endl;
  return pos;
}</code>

使用不同的编译器运行此代码会根据计算顺序产生不同的结果：

• Clang: my_find 在计算之前先计算为“even”
• GCC: my_find 在评估“even”之前先评估“don’t”，从而导致错误的结果.

C 17 更改

C 17 标准 (p0145r3) 对表达式求值顺序规则进行了改进，以解决这种歧义。它加强了后缀表达式及其表达式列表的求值顺序，如下所示：

• 后缀表达式在表达式列表中的每个表达式和任何默认参数之前排序。

这可确保链式方法调用按预期顺序进行计算，从而解决了 C 17 中的未定义行为。

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