这两个有递归函数和静态变量的C程序为什么有不同的输出?

Question

这段代码给出的输出为125

#include<stdio.h>
int func(int a)
{
static int num = 2;
if(a==0) return 1;
num++; 
return num*func(--a);
}
int main()
{
printf("%d", func(3));
}

而这段代码给出的输出为60

#include<stdio.h>
int func(int a)
{
static int num = 2;
if(a==0) return 1;
return (++num)*func(--a);
}
int main()
{
printf("%d", func(3));
}

在第一个代码中，我在返回语句之前增加了num，在第二个代码中，我在返回语句中预增加了num。第一个代码的计算结果似乎是5*5*5，而第二个代码的计算结果是3*4*5。为什么会这样呢?

Answer 1

在第二个程序的这一行:

return (++num)*func(--a);

num的值作为副作用增加，和对func的函数调用也修改了num。

该表达式的单个操作数的求值为unsequenced，这意味着可以先求num，也可以先调用func。

对func的调用引入了一个序列点。因此，如果先计算++num，则在实际调用func之前应用增加num的副作用。另一方面，如果对func的调用首先求值，则num将在函数调用内部被修改，然后对num的读取和更新将看到更新后的值。然而，并不能保证其中一个会先发生。

所以这里没有未定义行为，但是结果是未指定的由于子表达式的求值没有顺序。

第一个程序也有类似的问题，即使num在同一语句中没有递增:

return num*func(--a);

和前面一样，如果先计算num，则显示当前值。如果先对函数调用求值，则将读取num的更新值。

要从程序中获得确定性行为，您需要将静态变量的当前值复制到非静态变量中，并使用该值乘以函数结果。

int func(int a)
{
static int num = 2;
if(a==0) return 1;
int num_tmp = ++num;
return num_tmp*func(--a);
}