未初始化变量和编译器（GCC）的乐趣

Question

C++ 标准第 §3.9.1/6 节说，

bool 类型的值为

true

或

false

。

现在考虑这段代码，

void f(bool b)
{
    switch(b) //since b is bool, it's value can be either true or false!
    {
        case true: cout << "possible value - true";  break;
        case false: cout << "possible value - false"; break;
        default: cout << "impossible value";
    }
}
int main()
{
    bool b; //note : b is uninitialized
    f(b);
    return 0;
}

编译

F:\workplace>g++ test.cpp -pedantic

跑。输出：

不可能的价值

意外的输出？嗯，事实并非如此，正如标准在 §3.9.1/6 的脚注中所述：

按照描述的方式使用布尔值 按照本国际标准 “未定义”，例如 通过检查某个值 未初始化自动对象， 可能会导致它表现得像 不真实也不虚假。

因此，无论我编译并运行该程序多少次，我都会得到相同的输出：

impossible value

。但是，如果我稍微改变一下 - 从图片中删除函数 

f()

，并在 

switch

 本身中写入 

main()

 块：

int main()
{
    bool b; //note : b is uninitialized
    switch(b) //since b is bool, it's value can be either true or false!
    {
        case true: cout << "possible value - true";  break;
        case false: cout << "possible value - false"; break;
        default: cout << "impossible value";
    }
    return 0;
}

然后我编译并运行这个程序，我没有得到

impossible value

 作为输出；无论我重复多少次，我都不会明白

impossible value

。

我只是想知道为什么未初始化 bool 的行为会突然发生变化？

嗯，从语言的角度来看，很明显：行为是未定义的。我理解这一点。我也明白编译器可以自由地做任何事情。然而，从编译器的角度来看，这对我来说似乎非常有趣。

编译器（即 GCC）在每种情况下可能会做什么？为什么？

我正在使用：

g++ (GCC) 4.5.0 - MinGW, on Windows 7 Basic, 64-bit OS

。

Answer 1

我只是想知道为什么未初始化 bool 的行为会突然发生变化？

反汇编代码，看看编译器在做什么。

我的猜测：由于该值现在仅在本地使用，因此编译器将其完全优化掉。由于行为无论如何都是未定义的，编译器可以安全地假设任何值，例如

false

。这是一个非常明显的优化，因为就编译器而言，

b

的值是恒定的，并且

switch

的整个逻辑是多余的。那么为什么要把它放在可执行文件中呢？

（这里重要的一点是，

b

仅在第二个代码中本地使用，即使在未优化的代码中，这反过来也会触发更多的优化。第一个代码必须先内联，然后编译器才能进行任何此类优化，或者必须跟踪代码路径，这并不简单）。

Answer 2

就在今天，我遇到了这个错误的一个版本。 我在这里提供我的经验，以防对其他人有所启发。

我有一些代码可以归结为

if(!(a == b && c.d())) { do_something(); } 我一直在追寻的 bug 是

do_something()

 错误地发生了。  然而 

a

 绝对等于 

b

 并且 

c.d()

 看起来返回 true。

当我追踪这个问题时，我临时添加了这些测试打印输出：

if(  a == b && c.d() ) printf("yes\n"; else printf("no\n");
if(!(a == b && c.d())) printf("noo\n"; else printf("yess\n");

令我惊讶的是，这打印了

yes

 和 

noo

，这既证实了为什么 

do_something

 发生，也证实了正在发生一些非常奇怪的事情。

事实证明方法

d()

类似于

bool whatever::d() {
    return _successful;
}

但是

_successful

未初始化。  当我打印出它的值时，它是 236，这就是为什么我之前说过“

c.d()

 似乎返回 true。”

我没有检查汇编代码，但我猜测在某些情况下，gcc正在测试它是否非零，但在其他情况下，它只是测试低位。

正确初始化

_successful

使错误消失。  （自从早期的程序员首次编写方法

d()以来，它已经有十年

没有初始化了。然而，直到几个月前，这个错误才显现出来。这就是为什么有时，软件很难。）