Что на самом деле означает «выполнение содержит неопределенную операцию»?

Вы спрашиваете, является ли «казнь» про «казнь»?

@ScottHunter Нет. Я спрашиваю, связано ли выражение «выполнение содержит неопределенную операцию» с наличием (т. е. без выполнения) неопределенной операции или с выполнением неопределенной операции.

Если «неопределенная операция» — это то же самое, что «неопределенное поведение», то хорошо известно, что вам не обязательно выполнять некорректный код, чтобы получить неожиданное поведение. См. Неопределённое поведение может привести к путешествию во времени (помимо прочего, но путешествие во времени — самое интересное) несколько забавных примеров.

@MarkRansom Спасибо за ссылку (я знаю, если она есть). Означает ли это, что «выполнение содержит неопределенную операцию» означает наличие (т.е. без выполнения) неопределенной операции?

Я не понимаю, как «если какое-либо такое выполнение содержит неопределенную операцию» можно интерпретировать как «если отсутствие выполнения содержит неопределенную операцию». Существует много возможных исполнений абстрактной машины в ответ на вводимые данные, поскольку некоторые вещи оставлены на усмотрение реализации. Если какое-либо выполнение абстрактной машины содержит неопределенную операцию, то результаты программы не определены.

Если ваш путь выполнения имеет UB, то и вся ваша программа имеет UB. Если UB никогда не выполняется, то и нет.

@RaymondChen Я перефазирую с «точки зрения компилятора»: если компилятор доказал, что программа содержит неопределенную операцию, которая будет выполнена, то может ли компилятор признать недействительной всю программу (например, пропустить/отменить/изменить операции, предшествующие первой неопределенная операция)? Другими словами: что такое «триггер аннулирования»: наличие (без выполнения) неопределенной операции ИЛИ фактическое выполнение неопределенной операции?

Наличие без выполнения невалидной операции — это нормально. Ты делаешь это постоянно! if (p) return *p; Здесь присутствует недопустимая операция (разыменование нулевого указателя), но вы также убедились, что она никогда не выполняется (поместив ее внутри if). Однако если компилятор сможет доказать, что какой-либо конкретный *p происходит, когда p имеет значение null, то эта ошибка может повлиять на операции, которые предшествовали разыменованию. (Обратите внимание, что ваше «другими словами» отличается от части предложения «с точки зрения компилятора».)

@NathanOliver Рассмотрим программу P, которая выполняет A, B, <неопределенную операцию>. Компилятор видит/доказывает, что P содержит неопределенную операцию, которая будет выполнена. Насколько я понимаю, в этом случае для C++ A и/или B могут быть признаны недействительными (т.е. пропущены/отменены/изменены). Мой вопрос: кому разрешено делать аннулирование: компилятору (т.е. во время компиляции; неопределенная операция не выполняется) ИЛИ самой программе (т.е. во время выполнения; неопределенная операция выполняется)? Или оба?

Вы путаете выполнение на абстрактной машине с выполнением на физической машине. Если абстрактная машина выполняет неопределенную операцию, то физической машине разрешено делать все, что она хочет. «Все, что он хочет» включает в себя «сбой» или «не делать этого вообще». Это несоответствие между абстрактными и физическими машинами происходит постоянно благодаря правилу «как если бы». Абстрактная машина вычисляет 1+2, но физическая машина пропускает код операции сложения и использует только 3.

@pmor Компилятор — это тот, кто выполняет «инвалидацию», поскольку C++ — это компилируемый язык.

Это будут такие вещи, как «эй, этот цикл должен закончиться», поэтому, даже если он никогда не заканчивается из-за ошибки, компилятор может предположить, что это так, и написать машинный код с этим предположением.

@RaymondChen Спасибо. Итак, «выполнение содержит неопределенную операцию» означает, что такая «неопределенная операция» не обязательно (т.е. не требуется) фактически выполняться (на физической машине). Это правильно?

Нет. Чтобы «существовать», UB должен быть выполнен.

@NathanOliver Вот что я пытаюсь выяснить: является ли «выполнение содержит неопределенную операцию» фактическим выполнением (скажем, на физической машине) неопределенной операции ИЛИ, например, доказательством / знанием того, что неопределенная операция будет быть выполнено (скажем, на физической машине).

C++ не заботится о физической машине. Все, о чем мы говорим, — это абстрактная машина, которую использует стандарт C++ и которая определяет, что законно, а что нет. Если в соответствии с правилами абстрактной машины ваш путь выполнения проходит через выражение с неопределенным поведением, то все выполнение имеет неопределенное поведение. Если путь выполнения никогда не выполняет неопределенную операцию, то все в порядке, даже если в пути присутствует UB, который вы никогда не выполняете.

@NathanOliver Спасибо. Я перепутал абстрактную машину с конкретной (например, физической) машиной. Re: «все выполнение имеет неопределенное поведение»: напоминаем: это не верно для C: там должно появиться все наблюдаемое поведение, предшествующее неопределенной операции. Я не знал об этой разнице между C и C++ в отношении. УБ.

Разница в том, что C++ делает всю программу UB, если какая-либо часть выполнения имеет UB. Это означает, что UB в C++ может «путешествовать во времени», и более ранний или поздний код не будет работать должным образом.

@NathanOliver Ради чего было сделано «создание всей программы UB»? Увеличение производительности? Меньше сложности компилятора?

Я бы сказал, что скорее всего причина в сложности компилятора.

Re: "нет требований к наблюдаемому поведению": в C есть (должен появиться OB, предшествующий неопределенной операции). Интересно, не предъявляет ли C++ (в данном случае) никаких требований к OB ради повышения производительности. Есть какие-нибудь знания/идеи/комментарии по этому поводу?

Это не имеет никакого отношения к тому, существует или нет «живой» код с неопределенным поведением. «Триггер» предназначен для каждого набора пользовательских входных данных. Вы не можете сказать, что вся программа признана недействительной, а только то, что она недействительна для данного набора входных данных. В частности, решается, содержит ли любое возможное выполнение абстрактной машины неопределенную операцию для данного реализованного пользовательского ввода. Просто наличие в программе некоторого кода с неопределенным поведением не имеет значения, если реализованный пользовательский ввод не приводит к его выполнению (на абстрактной машине).