Неопределённое поведение
Неопределённое поведение (англ. undefined behaviour, в ряде источников непредсказуемое поведение[1][2]) — свойство некоторых языков программирования (наиболее заметно в Си), программных библиотек и аппаратного обеспечения в определённых маргинальных ситуациях выдавать результат, зависящий от реализации компилятора (библиотеки, микросхемы) и случайных факторов наподобие состояния памяти или сработавшего прерывания. Другими словами, спецификация не определяет поведение языка (библиотеки, микросхемы) в любых возможных ситуациях, а говорит: «при условии А результат операции Б не определён». Допускать такую ситуацию в программе считается ошибкой; даже если на некотором компиляторе программа успешно выполняется, она не будет кроссплатформенной и может отказать на другой машине, в другой ОС или при других настройках компилятора.
Неопределенное поведение не следует путать с неуточняемым поведением (unspecified behavior), при котором спецификация разрешает не любое поведение, а только ограниченный диапазон вариантов реализации.
Примеры
В языке Си, к примеру, использование переменной до её инициализации приводит к неопределённому поведению. Согласно спецификации компилятор должен в этом случае сделать что-либо, что может показаться наиболее эффективным/простым. Неопределённое поведение возникает при попытке обращения к переменной.
Библиотеки могут не проверять указатели на NULL для быстродействия.
В процессорах x86, если есть два последовательных порта ввода-вывода и требуется записать информацию сначала в один порт, затем в другой — это следует делать по одному байту, поскольку порядок прихода байтов на оборудование не гарантируется.
Ещё один пример неопределенного поведения: курьёз с ANSI-директивой «#pragma». Согласно спецификации языка, компиляторам предоставлена полная свобода при обработке этой конструкции. До версии 1.17 компилятор GCC при нахождении в исходном коде этой директивы пытался запустить Emacs с игрой «Ханойские башни».[3]
В качестве ещё одного примера неопределённого поведения можно привести код:
int i = 5;
i = ++i + ++i;
При его выполнении переменная i может принять значения 13 или 14 для C/C++, 13 для Java, PHP и C#, 12 при реализации на LISP. Неопределенность в языках C и C++ связана с тем, что, согласно стандартам C и C++, побочные эффекты (то есть инкремент в данном случае) могут быть применены в любой удобный для компилятора момент между двумя точками следования.
Достоинства
- Определение некоторых операций как «неопределённых» приводит подобные языки (характеризующиеся зачастую отсутствием встроенной проверки на предел массива и т. д.) к упрощению спецификации и некоторому увеличению гибкости.
- Ускоряется работа программ (так как не нужно проверять всевозможные «маргинальные» случаи).
Недостатки
- Не гарантирует полной совместимости различных реализаций языка.
- Недопущение ситуаций неопределённого поведения остаётся за программистом.
Примечания
- ↑ Программирование на языке C/C++. Самоучитель. — Dialektika, 2003-01-01. — 348 с. — ISBN 9785845904607.
- ↑ Павловская Татьяна Александровна. C/C++. Процедурное и объектно-ориентированное программирование. Учебник для вузов. Стандарт 3-го поколения. — "Издательский дом ""Питер""", 2014-07-30. — 496 с. — ISBN 9785496001090.
- ↑ A Pragmatic Decision | D-Mac's Stuff. Дата обращения: 21 марта 2009. Архивировано 1 июня 2009 года.
Ссылки
- Мобильность на уровне исходных текстов Архивная копия от 11 октября 2006 на Wayback Machine
- Разыменовывание нулевого указателя приводит к неопределённому поведению Архивная копия от 2 апреля 2015 на Wayback Machine