¿Están secuenciados los accesos a arreglos multidimensionales?

Question 1

Toma lo siguiente:

int a(void) {
    puts("a");
    return 0;
}

int b(void) {
    puts("b");
    return 1;
}

int c(void) {
    puts("c");
    return 2;
}

int d(void) {
    puts("d");
    return 3;
}

¿Tendrán los siguientes comportamientos predecibles?

int arr[4][4][4][4];
arr[a()][b()][c()][d()] = 1;

¿Está garantizado para imprimir en este orden?

a
b
c
d

Soy consciente de que construcciones como las siguientes no son válidas:

int i;
i = i++;

Esto es porque = es un operador no secuenciado, entonces si i o i++ se evalúa primero no está definido. Es un comportamiento indefinido para acceder y modificar un solo objeto antes que otro punto de secuencia.

Dicho de otra manera, es válido lo siguiente:

int i = 0, arr[4][4][4][4];
arr[i++][i++][i++][i++] = 1;

¿O invoca un comportamiento indefinido debido a la modificación no secuencial y al acceso a i?

De acuerdo con el estándar C, ¿hay un punto de secuencia definido entre cada secuencia sucesiva? [] al indexar una matriz multidimensional?

Para ser claros, ninguno de estos ejemplos tiene que ver con la precedencia, la colocación de paréntesis implícitos, el orden en que los operadores operan en sus operandos. La pregunta es sobre la secuencia, el orden en que operandos mismos son evaluados.

Question 2

¿Tendrán los siguientes comportamientos predecibles?
int arr[4][4][4][4];
arr[a()][b()][c()][d()] = 1;

No.

Si bien la evaluación de los elementos de la matriz se evaluará de izquierda a derecha, ya que uno es un operando del siguiente, no hay garantía de que los índices de la matriz se evalúen de izquierda a derecha.

Para ser más especifico, arr[a()] se evalúa antes arr[a()][b()]que se evalúa antes arr[a()][b()][c()]que se evalúa antes arr[a()][b()][c()][d()]. Sin embargo, a(), b(), c()y d() puede evaluarse en cualquier orden.

Sección 6.5p3 de la estándar C en cuanto a las expresiones dice:

La agrupación de operadores y operandos se indica mediante la sintaxis. Salvo que se especifique más adelante, los efectos secundarios y los cálculos de valor de las subexpresiones no están secuenciados

Las secciones 6.5.2.1 con respecto a los subíndices de matrices no mencionan la secuenciación de los operandos E1[E2]aunque sí afirma que la expresión anterior es exactamente equivalente a (*((E1)+(E2))). Luego, mirando la sección 6.5.3.2 con respecto al operador indirecto * y el apartado 6.5.6 sobre el operador aditivo +, ni hacen ninguna mención de que la evaluación de sus operandos esté secuenciada de ninguna manera. Entonces se aplica 6.5p3, y las funciones a, b, cy d puede llamarse en cualquier orden.

Por las mismas razones, esto:

arr[i++][i++][i++][i++] = 1;

disparadores comportamiento indefinido ya que la evaluación de los índices de la matriz no está secuenciada entre sí y tiene múltiples efectos secundarios en el mismo objeto sin un punto de secuencia.

Question 3

Los índices de acceso a un arreglo multidimensional son no garantizado para evaluar en cualquier orden particular. una demostración muestra las funciones que se llaman de izquierda a derecha, pero seleccionar un compilador diferente en Godbolt las evalúa de derecha a izquierda.

Tras una mayor investigación, el segundo ejemplo de código provoca una advertencia con Clang:

warning: multiple unsequenced modifications
      to 'i' [-Wunsequenced]
        arr[i++][i++][i++][i++] = 1;
             ^    ~~

El acceso a la matriz multidimensional se puede dividir en una serie de (array)[index] dónde array es una dimensión superior de la matriz multidimensional (arr en sí mismo es la dimensión más alta) y index es la expresión de índice, como una llamada de función o i++ expresión.

La Norma sostiene que lhs[rhs] es equivalente a *((lhs)+(rhs))por lo tanto, es indeterminado si cualquier dado indexo el array está indexando, se evalúa primero, ya que el + El operador no está secuenciado. En todos los casos en que array no es arr mismo, evaluando array implica evaluar es index en una dimensión aún más alta.

Por lo tanto, el orden en que se evalúan los índices de acceso a un arreglo multidimensional es indeterminado.

Question 4

Dadas las construcciones

int x; // At file scope
... and then within some function
arr[f()][x] += 1;
arr[x][f()] += 2;

no sería raro que un compilador procesara cada línea realizando la llamada a f() antes de la lectura de x, independientemente de si la llamada a la función fue el primer o el segundo índice. Si bien la adición real del índice interno al puntero del subconjunto puede no ser posible hasta después de calcular la dirección del subconjunto, un compilador puede calcular cualquiera o todos los subíndices del conjunto antes de comenzar a trabajar en los cálculos de dirección.

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