C语言基本功修炼秘籍第2节，算符优先级只是“部分”优先？序列点能够带来哪些好处？为何...

上一节以一段简单的C语言程序为切入点，讨论了C语言中“序列点（sequence point）”的概念，在C语言程序开发中，如果不能明确这一点，很难写出可移植的C语言代码。

大多数情况下，C语言程序中的语句执行顺序都是确定的，各条语句产生的副作用的顺序也是确定的。相信读者应该明白，在C语言中，括号运算符“()”有时是能够改变表达式的计算顺序的，例如：

a = 1 + 2 * 3;
b = (1+2) * 3;

因为乘法运算的优先级比加法高，所以程序在处理 a 的值时，优先计算 2* 3，然后才会处理与 1 的和。对于 b，因为 1+2 被括号包围，所以会得到优先处理。

算符优先级只是“部分”优先

那么现在又有一个问题：假设一段C语言程序中，各条语句的副作用完成顺序已经确定（如果读者对这句话感到费解，可以先看看上一节），我能够使用括号运算符“()”改变这一顺序吗？

这个问题其实可以进一步延伸为：C语言程序中的各条语句的副作用完成顺序，能够通过运算的优先级改变吗？

只能说大部分情况如此，严格来说，运算优先级和括号运算符只能部分的影响表达式的处理顺序。请看下面这个表达式：

f() + g() * h()

我们都知道乘法运算会发生在加法运算之前，但是，我们不知道这三个函数 f(), g(), h() 哪一个会先被调用。换句话说，乘法运算相对于加法运算的优先级只是部分特定的计算顺序，这里强调“部分”这个词，是指优先级并不包括“操作数（f(), g(), h() 本身）”的计算。

这样的情况下，即使我们使用了括号运算符“()”改变上述C语言表达式的计算顺序，如下：

(f()+g()) * h()

但是括号运算符“()”也仅仅是告诉C语言编译器，优先处理哪些操作数与哪些运算符，至于操作数本身，括号运算符就管不到了，若考虑不同平台的编译器，f(), g(), h() 哪一个会先被调用依然是不能确定的。

再来看一个问题

了解了算符优先级只是“部分”优先这一概念后，解答下面这个问题就不难了，请看相关C语言代码：

#include <stdio.h>

int main()
{
    int i = 2;
    printf("%d\n", i++ * i++);

    return 0;
}

这段C语言代码虽然简单，但是却引发过争议。有人编译这段C语言代码并执行得到的结果是 4，有的则得到结果 6，这是怎么回事？是C语言不可靠吗？

其实不是的，我们把这里的两个 “i++”分别看作是上面分析的 f() 和 g()。相应的， 将 i++ * i++看作是 f() * g()。按照上面的讨论，若考虑不同平台C语言编译器，程序在处理 f() * g() 时，其实是不能确定 f() 和 g() 哪个先执行的，事实上，程序甚至都不能确定在执行 f() * g() 时， f() 和 g() 本身有没有被执行。

现在就明白了，对于C语言表达式 i++ * i++ ，不同的编译器处理结果是不同的。有的编译器会在处理乘法运算之前，先完成 i++表达式的副作用，有的编译器则不会。因此，编译并执行上面这段C语言程序，得到结果 4 和 6 都是允许出现的结果。

这时使用括号运算符：(i++) * (i++) 是完全没有任何意义的，因为 ++ 运算符本身优先级就已经高于乘法运算了。

因此，如果希望写出顺序确定的C语言代码，i++ * i++ 这种风格就不推荐了，应该使用显式的临时变量，或者单独的语句，例如下面这段C语言代码就不会再产生不同结果了：

a = i++;
b = i++;
c = a*b;

C语言程序中序列点的便捷之处

也许有读者认为C语言程序中的序列点让C语言编程变得难以捉摸，其实不是的，细究起来，几乎所有现代高级编程语言都会有“序列点”的概念，只不过可能名字不同而已。

另外，有经验的C语言程序员反而觉得序列点让C语言编程更加准确和便捷，事实上，如果能够确认序列点，写出精简的C语言代码就不难了，例如下面这段C语言代码：

if(d != 0 && n / d > 0){
    /* ... */
}

上一节提到C语言逻辑运算符 && 和 || 产生序列点，因此在上述 if() 条件表达式中，程序必定先处理 d!=0，n/d>0 只有在 d!=0 的情况才会执行，因此读者不必担心 n/d 会出现 0 做除数的情况。

读者可以思考一下，为什么 d 等于 0时，n/d>0 不会被执行。

如果 d 等于 0，则 n/d>0 就不会再被执行，这看起来很像物理电路里的“短路”，所以有程序员习惯称这种现象为C语言程序的“短路行为”。事实上，上述C语言代码和下面这段代码是等价的：

if(d!=0){
    if(n/d>0){
        /* ... */
    }
}

不过，前面那种写法显然要简洁和精简许多。类似的，再来看下面这段C语言代码：

if(p == NULL || *p == '\0'){
    statements
}

有使用C语言指针经验的读者应该都明白，对于废弃或者还未使用的指针，最好让其指向 NULL，这样在之后的使用中，可以通过其是否指向 NULL 判断指针是否有效。

就本例而言，要访问指针 p 指向的数据，首先应该判断其是否空指针，若是，就不应该在访问了，否则基本会引发段错误。上述C语言代码中，|| 运算符引入了序列点，因此程序会先处理 p==NULL，如果发现成立，那么 * p=='\0' 就不会再被执行了（读者自行思考原因）。这段C语言代码和下面是等价的：

if(p == NULL){
    statements
}
if(p!=NULL){
    if(*p == '\0'){
        statements
    }
}

不过这样写显然繁琐许多。

本节通过几个实例，进一步讨论了C语言程序中语句的执行顺序。可见，要写出稳定可移植的C语言代码，没有扎实的基本功是不行的。本节在最后还讨论了基于逻辑运算符 && ，|| 结合序列点的编程技巧，可见，基本功扎实的C语言程序员总是能够写出紧凑简洁的代码。

本节是我的专栏《C语言程序开发基本功修炼秘籍》第2节。