C言語のマクロ定義に引数を用いる場合について

質問

マクロ定義に引数を用いる場合の挙動を確認しようと思い、下のようなプログラムを作ったのですが、b=6となった理由が分かりません。
b=a++*a++となり、a=4になるのは理解できるのですが、なぜb=6になるのでしょうか？

該当のソースコード

C
1#include <stdio.h>
2#define square(x) x*x
3
4int main(){
5  int a=2;
6  int b;
7  b=square(a++);
8  printf("a:%d b:%d\n",a,b);
9  return 0;
10}
11

実行結果

a:4 b:6

行動規範の内容に同意します

回答3件

ベストアンサー

マクロは文字列のまま展開されるので、次のように書いているのと同じです。

C
1b=a++*a++;

このような式はC言語では未定義の動作ですので、b=6になる理由はありません。

やりがちなミスですので、警告レベルを適切に設定すればコンパイラが叱ってくれます。
例えばgccの場合はこのような警告です。Wandbox

warning: operation on 'a' may be undefined [-Wsequence-point]
   b=square(a++);
            ~^~

なお

b = square(a+1); の結果を見てみると面白いと思います。
これは未定義動作を踏んでいませんので、予想及び結果の考察をしてみると学ぶものがあると思います。

マクロはトラブルを招きやすいので、一般の関数で充分代替できるときに使うものではありません。

他言語では

Javaのように、オペランドの評価順が規定されている言語もあります。
その場合、a++ を複数箇所に埋め込むことは実験として意味を持ちます。

Java
1class Main {
2    public static void main(String[] args) {      // ← main関数に相当
3        int a = 2;
4        int b = a++ * a++;
5        System.out.printf("a=%d, b=%d\n", a, b);  // ← printfに相当
6    }
7}

実行結果 Wandbox

a=4, b=6

処理の順序は次のとおりです。
0. オペレータ * の左辺が評価され、aの値2を返す。その後、aの値は3になる。
0. オペレータ * の右辺が評価され、aの値3を返す。その後、aの値は4になる。
0. 掛け算が実行される。
0. bに掛け算の結果の値6が代入される。

ご提示のコードの場合も、同じように処理されたという解釈は可能です。
しかしあくまで人間の解釈の域を出ないことにはご留意を。

投稿2018/12/07 13:07

編集2018/12/07 14:01

LouiS0616

総合スコア35660

yuyu_

2018/12/07 13:30

早速の回答ありがとうございます。文字列のまま展開されるので、b=square(a+1)の場合はb=a+1*a+1を見た通りに計算してa=2,b=5となるのですね。未定義の動作でb=6となる理由がないのなら、全く同じプログラムでもb=6でない値になることがあるということですか？

LouiS0616

2018/12/07 13:34

未定義の動作を踏んだときの挙動はびっくり箱のようなものです。環境が違う場合はもちろん、同じ機器でも実行ごとに結果が変わってしまうことも有りえます。

cateye

2018/12/07 14:12 編集

a++で２と評価され３になる。次の a++で３と評価され４になる。結果、２×３で６ですが、どちらの値も２と評価されて４に成る可能性も有ります。どちらの++ が優先されるか？もしくはまったく考慮されないかは処理系依存ということになります。昔、何処かで詳しい説明を読んだ覚えがあるんだけど、書籍名を失念した；；参考：「副作用完了点について」https://qiita.com/yz2cm/items/1b717ad13ea37c579793