实施定义行为的一个示例是：

new_offset = ftell( f ) + fread( buf, 1, n, f );

此行为是定义的，因为评估了+操作数的顺序（左，右；右，然后是左）。

未指定。

虽然实施定义的行为不好，但至少是一致的（使用同一平台，编译器和编译器标志）。

未定义的行为 在那：

• 同一可执行文件的不同运行可以产生不同的结果！
• 同一运行可执行文件可以在不同的时间产生不同的结果！

未定义的行为示例

C和C ++（因为它从C继承了C）列出了数百件导致不确定行为的事物。常见的示例包括：

• 签名的整数溢出和下底。
• 对象在其寿命之外被提及。
• 使用指向寿命已经结束的对象的指针。
• 从非初始化的对象读取。
• 无关阵列指针的加法/减法。
• 索引超过数组的末端。
• 修改const对象。
• 数据竞赛。
• ...
• 任何未明确列出的任何事物，定义的行为或未指定的行为是未定义的行为！

含义和示例

但是不确定的行为有什么含义？

• 允许编译器假设不确定的行为 从不 发生，因此所有程序都是有效的。

• 这允许编译器生成非常有效的代码，尤其是在紧密循环中。 （这是 关于不确定行为的好处。）

一个可能导致未定义行为的简单示例是：

bool no_overflow( int x ) {
    return x+1 > x;
}

通常，您永远不会像这样编写愚蠢的代码；但是，这种代码有时可以从宏扩展或模板实例化中发生，因此编译器应该做得很好。

编译器将毫不奇怪地生成以下优化的x86-64 assembly：

no_overflow:
    movl $1, %eax  ; return true
    ret

因为x+1是始终> x或它是纯粹的数学。但是，计算机数学的精度有限，因此有两种可能的情况：

1. x != INT_MAX
：+的行为定义明确；必须返回true。
2. x == INT_MAX
：+的行为不确定；可以做任何事情。

允许编译器假设情况2从未发生。为什么？因为考虑这种情况的唯一原因是，如果编译器可以检查并对此做些事情，例如重写代码，就好像是：

    return x != INT_MAX && x+1 > x;

但这将插入您没有要求的检查；对于大多数情况，这将效率较低。开发人员通常在C和C ++上写入性能以进行性能，因此插入此类代码是对立的。

不确定行为的两个部分

实际上有两个不确定行为的部分：

1. 实际在运行时执行未定义的行为；示例：

   • 删除无效指针。
   • 索引超过数组的末端。
   • ...

2. 允许编译器假设不确定的行为永远不会发生（一个错误的前提）使其有时会产生令人惊讶（但非常有效）的代码。在逻辑上，如果您接受虚假的前提，则可以得出任何结论。例如：

   • 如果街道潮湿，最近下雨了。 （错误的前提。）
   • 街道是湿的。
   • 因此，它最近下雨了。 （结论：逻辑上有效，但错误。）

这是引起最惊喜的第二部分。另一个例子，请考虑：

extern int table[4];

bool exists_in_table( int v ) {
    for ( int i = 0; i <= 4; ++i ) {
        if ( table[i] == v )
            return true;
    }
    return false;
}

编译器将出奇地生成以下优化的x86-64 assembly：

exists_in_table(int):
    movl $1, %eax  ; return true
    ret

那怎么可能？ for循环和if去哪儿了？该问题源于代码具有错误的事实。 （您注意到了吗？）错误是i <= 4 应该是i < 4。但是即便如此，编译器如何生成return true？理由是：

void assign_not_null( int *p, int v ) {
    int old_v = *p;
    if ( p == nullptr )
        return;
    *p = v;
}

void assign_not_null( int *p, int v ) {
    *p = v;
}

1. 如果一种语言提供了执行不安全操作的机制，则通常可以执行不确定的行为。
2. 数据竞赛是始终 不确定的行为。

Ada具有相似但较弱的有限错误概念。

但对于具有始终定义的行为的语言，支付的价格是在性能中：

• 总是初始化变量。
• 总是检查数组索引。
• 垃圾收集。
• ...

结论

未定义的行为是获得标准的最小巴德折衷。

结语