Обмен значениями с помощью XOR

Ответ 1

Сначала вызывается поведение undefined как в C99, так и в C11.

В C99 это можно понять; они будут вызывать поведение undefined из-за отсутствия точек последовательности.

C-faq:

Между предыдущей и следующей точками последовательности объект должен иметь измененное значение хранимого значения не более одного раза путем оценки выражения. Кроме того, к предыдущему значению следует обращаться только для определения значения, которое необходимо сохранить.

Объяснение:
Первый из них дважды меняет a между двумя точками последовательности, и, следовательно, поведение undefined в соответствии с оператором: между предыдущей и следующей точкой последовательности объект должен иметь значение, которое его хранимое значение изменялось не более одного раза путем оценки выражения. Это (не нужно думать о b).

Документация C11 гласит:

6.5 Выражения (p2):

Если побочный эффект на скалярном объекте не влияет на или на другой побочный эффект на один и тот же скалярный объект или вычисление значения с использованием значения одного и того же скаляра object, поведение undefined. Если существует несколько допустимых порядков подвыражений выражения, поведение undefined, если такой какой-либо побочный эффект имеет место в любом из порядков. ⁸⁴⁾

В (a) ^= (b) ^= (a) ^= (b) побочный эффект на a не имеет последовательности и, следовательно, вызывает поведение undefined. Следует отметить, что C11 6.5 p1 говорит, что:

[...] Вычисления значений операндов оператора секвенируются перед вычислением значения результата оператора.

Это гарантирует, что в

(a) ^= (b) ^= (a) ^= (b)  
 |      |      |      | 
 1      2      3      4  

все подвыражения 1, 2, 3 и 4 гарантированно будут вычисляться до вычисления результата самого левого оператора ^=. Но это не гарантирует, что побочный эффект выражения 3 гарантирован перед вычислением значения результата самого левого оператора ^=.

<суб > 1. Акцент мой.

Ответ 2

Первый вызывает undefined поведение на C99 по двум причинам, наиболее очевидным, поскольку вам не разрешено изменять одну и ту же переменную больше, чем один раз в пределах той же точки последовательности и этот макрос изменяет как a, так и b более одного раза, а второй использует оператор запятой:

#define swap(a, b)    (((a) ^ (b)) && ((b) ^= (a) ^= (b), (a) ^= (b)))
                                                        ^

который вводит точку последовательности, но не удаляет все поведение undefined в C99, так как предыдущее значение b считывается для вычисления значения a, но может использоваться только для определения значения, которое нужно сохранить до b.

Соответствующий раздел из стандартного раздела проекта C99 6.5 Выражения, указанные в параграфе 2, говорят (акцент мой вперед):

Между предыдущей и следующей точкой последовательности объект должен иметь сохраненное значение изменен не более чем на один раз оценкой выражения. ⁷²⁾ Кроме того, предыдущее значение должно быть прочитано только для определения значения, которое нужно сохранить. ⁷³⁾

и для оператора запятой, из раздела 6.5.17 Оператор запятой параграф 2 говорит:

левый операнд оператора запятой оценивается как выражение void; есть после его оценки. [...]

Ответ 3

Чтобы лучше понять, почему первый из них undefined, вот еще один способ его представить:
Это потому, что в C вы не контролируете порядок выполнения среди подвыражений:

a = a^(b=b^(a=a^b))

Для первого появления после =, у компилятора C есть выбор использовать начальное значение a или измененное значение a. Это, таким образом, явно неоднозначно и ведет к поведению undefined.

Второй выглядит мне хорошо, как не двусмысленный:

b = b ^(a=a^b)

Тот факт, что a и b встречаются в первой части выражения (a^b)&&..., для меня не кажется проблемой, потому что && сначала сначала оценивает первую часть. Но тогда я предпочитаю, чтобы эксперты анализировали стандарт, я не эксперт...