背景

相信很多人遇到過這樣的問題：printf("%d,%d",i++,++i);

也糾結(jié)過這個問題，到底答案是什么。卻沒有一個參考的資料。唯一知道的是，幾乎所有C語言教材都這么講：i++就是先使用i的值再使i自身加一，而++i則是先使i自身加一，然后再使用i的值。出于對真理的追求。今天我們徹底弄明白此問題。譬如這樣的話：

int a,b;
int i=10，j=10;
a=i++;
b=++j;

我們可以很清楚的知道a和b的值分別將是10和11。這點(diǎn)毫無疑問，因為無論在任何平臺任何編譯器上運(yùn)行都是這個結(jié)果！
然而對于這樣的程序：

int a,b;
int i=10，j=10;
a=(i++)+(i++)+(i++);
b=(++j)+(++j)+(++j);

各位試想答案將是多少？
我們可以放到編譯器上運(yùn)行看一下結(jié)果如下：
先看看windows下常用的VC6結(jié)果：

恩看到了，是30和37！嗯，但..這個結(jié)果好像有點(diǎn)怪。

那再看看Linux下gcc的結(jié)果：

哦，竟然也是30 37 。
那我們再看看古老一點(diǎn)的TurboC的結(jié)果：

結(jié)果成了30 39 , 喔~還真有點(diǎn)怪。

當(dāng)然，就C語言代碼來看，i++ 和 ++i 都只有一行，看起來似乎二者的執(zhí)行效率一樣？其實不是的，在學(xué)習(xí)C語言時，教材和老師一般都會強(qiáng)調(diào) i++ 和 ++i 的區(qū)別，例如下面這段C語言代碼：

inti,j,k;
i = 0;
j = i++;
i = 0;
k = ++i;

這段C語言代碼執(zhí)行后，j 和 k 的值并不相等：j 等于 0，k 等于 1。既然執(zhí)行結(jié)果有差異，那么執(zhí)行效率很有可能也是有差異的，事實的確如此。查看上述C語言代碼對應(yīng)的匯編代碼，如下：

編譯器版本為gcc 4.8.4

可見，j=i++; 計算機(jī)需要 4 條指令來解釋，比執(zhí)行 k=++i; 多出了一條指令。多出的一條指令為：在對 i 執(zhí)行自加操作之前，先保存 i 的當(dāng)前值留作稍后使用（賦值為j）。

這是怎么回事呢？不同的編譯器結(jié)果還不一樣呢？

而且這樣看來，似乎 ++i 的執(zhí)行效率比 i++ 高一些？

為何不同的編譯器結(jié)果不一樣
要說起這其中的原因，我們要先明白兩個知識點(diǎn)。即“副作用”與“順序點(diǎn)”。這里我們引用《C Primer Plus》的說法：

“現(xiàn)在我們再討論一些C的術(shù)語。副作用(side effect)是對數(shù)據(jù)對象或文件的修改。

例如，語句：states = 50；

它的副作用是將變量states的值設(shè)置為50。這是副作用？這看起來更像是主要目的！然而，從C的角度來看，主要目的是對表達(dá)式求值。給C一個表達(dá)式4+6，C將計算它的值為10。給C一個表達(dá)式states=50，C將計算它的值為50。計算這個表達(dá)式的副作用就是把變量states的值改變?yōu)?0。跟賦值運(yùn)算符一樣，增量運(yùn)算符和減量運(yùn)算符也有副作用，它們主要由于副作用而被使用。
一個順序點(diǎn)(sequence point)是程序執(zhí)行中的一點(diǎn)；在該點(diǎn)處，所有的副作用都在進(jìn)入下一步之前被計算。在C中，語句里的分號標(biāo)志了一個順序點(diǎn)。它意味著在一個語句中賦值運(yùn)算符、增量預(yù)算符及減量運(yùn)算符所做的全部改變必須在程序進(jìn)入下一個語句前發(fā)生。任何一個完整的表達(dá)式的結(jié)束也是一個順序點(diǎn)。
什么是完整的表達(dá)式呢？一個完整的表達(dá)式(full expression)是這樣一個表達(dá)式—-它不是一個更大的表達(dá)式的子表達(dá)式。完整的表達(dá)式的例子包括一個表達(dá)式語句里的表達(dá)式和在一個while循環(huán)里作為判斷條件的表達(dá)式。
順序點(diǎn)幫助闡明后綴增量動動作何時發(fā)生。例如，考慮下面的代碼：

while(guests++<10)
printf(“%d
”，guests);

有時C的初學(xué)者會設(shè)想在本程序中“先使用該值，然后增加它的值”的意思是在使用printf()語句后再增加guests的值。然而，因為guests++<10是while循環(huán)的判斷條件，所以它是一個完整的表達(dá)式，這個表達(dá)式的結(jié)束就是一個順序點(diǎn)。因此，C保證副作用(增加guests的值)在程序進(jìn)入printf()前發(fā)生。同時使用后綴形式保證了guests在與10比較后才增加。
現(xiàn)在考慮這個語句：

Y=(4+ x++)+(6+ x++);

表達(dá)式4+x++不是一個完整的表達(dá)式，所以C不能保證在計算子表達(dá)式4+x++后立即增加x。這里，完整表達(dá)式是整個賦值語句，并且分號標(biāo)記了順序點(diǎn)，所以C能保證的是在程序進(jìn)入后續(xù)語句前x將增加兩次。C 沒有指明x是在每個子表達(dá)式被計算后增加還是在整個表達(dá)式被計算后增加，這就是我們要避免使用這類語句的原因。這是《C Primer Plus》的說法，相信您應(yīng)該有一定答案了。
沒錯，那就是對于i=10;(++i)+(++i)+(++i)；這樣的語句。C語言標(biāo)準(zhǔn)并沒有作規(guī)定。有的編譯器計算出來是39，因為會使i的值自增三次變?yōu)?3，然后使用增加三次之后也就是13的3個值相加為39。而有的編譯器計算結(jié)果則為37，如VisaulC++6.0則會先計算前兩個i的值為12，第三個i的值變成了加三次以后的值為13，因此結(jié)果是12+12+13=37。如果有心的話，您可以分別在VC6和TC上分別測試;(++i)+(++i)+(++i) +(++i)的值來洞悉不同編譯器的處理規(guī)則。

那么，回到最初的printf的問題，明白求值的順序之后，再來看printf的求值問題，printf的參數(shù)都是從左到右依次壓入棧內(nèi)，所以計算起來求值運(yùn)算的時候則是由右至左(棧的特點(diǎn)：即先進(jìn)后出)，那么至此，想必您已經(jīng)完全想明白了這類問題的全部了！
所以講到這里，想必大家就清楚緣由了，不同編譯器的處理過程是不同的。所以并沒有唯一的標(biāo)準(zhǔn)答案！現(xiàn)在大家明白了嗎？

為何++i比i++執(zhí)行效率高一些呢？

那為了寫出效率更高的C語言程序，以后是不是應(yīng)該盡量使用 ++i，而不是 i++ 了呢？例如下面這樣的C語言代碼：

for(i=0; i<10; i++);
for(i=0; i<10; ++i);

是不是上面那行C語言代碼的執(zhí)行效率低于下面的呢？只能說理論如此，實際上，現(xiàn)代C語言編譯器已經(jīng)足夠聰明，它會根據(jù)上下文編譯C語言代碼。

應(yīng)該明白，i++ 和 ++i 的效率差異主要來自于處理 i++ 時，需要先保存 i 的當(dāng)前值留作稍后使用。如果之后沒有人使用 i 的當(dāng)前值，也就是說沒有C語言代碼讀取 i++ 的值，編譯器實在沒有必要保存 i 的當(dāng)前值了，因此就會將這一步優(yōu)化掉。

為了便于分析，我們編寫下面這樣的C語言代碼：

int i = 0;
i++;
++i;

與上面的例子相比，區(qū)別在于在執(zhí)行 i++ 時，沒有人關(guān)心 i 的當(dāng)前值了。查看這段C語言代碼對應(yīng)的匯編代碼：

顯然，i++ 和 ++i 對應(yīng)的指令是一模一樣的，不再有執(zhí)行效率上的差異。

C語言中的 i++ 和 ++i 是有區(qū)別的，這就有可能帶來效率上的差異。如果有代碼關(guān)心 i++ 執(zhí)行時的 i 當(dāng)前值，程序在對 i 進(jìn)行自加操作時，將不得不先保存 i 的當(dāng)前值，而 ++i 就無需保存當(dāng)前值，這就會帶來效率上的差異。如果沒人關(guān)心 i++ 的當(dāng)前值，那么現(xiàn)代大多數(shù)C語言編譯器將會將這一差異優(yōu)化掉，此時 i++ 和 ++i 不再有效率上的差異。

審核編輯：李倩

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