背景

相信很多人遇到過這樣的問題：printf("%d,%d",i++,++i);

也糾結過這個問題，到底答案是什么。卻沒有一個參考的資料。唯一知道的是，幾乎所有C語言教材都這么講：i++就是先使用i的值再使i自身加一，而++i則是先使i自身加一，然后再使用i的值。出于對真理的追求。今天我們徹底弄明白此問題。譬如這樣的話：

int a,b;
int i=10，j=10;
a=i++;
b=++j;

我們可以很清楚的知道a和b的值分別將是10和11。這點毫無疑問，因為無論在任何平臺任何編譯器上運行都是這個結果！
然而對于這樣的程序：

int a,b;
int i=10，j=10;
a=(i++)+(i++)+(i++);
b=(++j)+(++j)+(++j);

各位試想答案將是多少？
我們可以放到編譯器上運行看一下結果如下：
先看看windows下常用的VC6結果：

恩看到了，是30和37！嗯，但..這個結果好像有點怪。

那再看看Linux下gcc的結果：

哦，竟然也是30 37 。
那我們再看看古老一點的TurboC的結果：

結果成了30 39 , 喔~還真有點怪。

當然，就C語言代碼來看，i++ 和 ++i 都只有一行，看起來似乎二者的執行效率一樣？其實不是的，在學習C語言時，教材和老師一般都會強調 i++ 和 ++i 的區別，例如下面這段C語言代碼：

inti,j,k;
i = 0;
j = i++;
i = 0;
k = ++i;

這段C語言代碼執行后，j 和 k 的值并不相等：j 等于 0，k 等于 1。既然執行結果有差異，那么執行效率很有可能也是有差異的，事實的確如此。查看上述C語言代碼對應的匯編代碼，如下：

編譯器版本為gcc 4.8.4

可見，j=i++; 計算機需要 4 條指令來解釋，比執行 k=++i; 多出了一條指令。多出的一條指令為：在對 i 執行自加操作之前，先保存 i 的當前值留作稍后使用（賦值為j）。

這是怎么回事呢？不同的編譯器結果還不一樣呢？

而且這樣看來，似乎 ++i 的執行效率比 i++ 高一些？

為何不同的編譯器結果不一樣
要說起這其中的原因，我們要先明白兩個知識點。即“副作用”與“順序點”。這里我們引用《C Primer Plus》的說法：

“現在我們再討論一些C的術語。副作用(side effect)是對數據對象或文件的修改。

例如，語句：states = 50；

它的副作用是將變量states的值設置為50。這是副作用？這看起來更像是主要目的！然而，從C的角度來看，主要目的是對表達式求值。給C一個表達式4+6，C將計算它的值為10。給C一個表達式states=50，C將計算它的值為50。計算這個表達式的副作用就是把變量states的值改變為50。跟賦值運算符一樣，增量運算符和減量運算符也有副作用，它們主要由于副作用而被使用。
一個順序點(sequence point)是程序執行中的一點；在該點處，所有的副作用都在進入下一步之前被計算。在C中，語句里的分號標志了一個順序點。它意味著在一個語句中賦值運算符、增量預算符及減量運算符所做的全部改變必須在程序進入下一個語句前發生。任何一個完整的表達式的結束也是一個順序點。
什么是完整的表達式呢？一個完整的表達式(full expression)是這樣一個表達式—-它不是一個更大的表達式的子表達式。完整的表達式的例子包括一個表達式語句里的表達式和在一個while循環里作為判斷條件的表達式。
順序點幫助闡明后綴增量動動作何時發生。例如，考慮下面的代碼：

while(guests++<10)
printf(“%d
”，guests);

有時C的初學者會設想在本程序中“先使用該值，然后增加它的值”的意思是在使用printf()語句后再增加guests的值。然而，因為guests++<10是while循環的判斷條件，所以它是一個完整的表達式，這個表達式的結束就是一個順序點。因此，C保證副作用(增加guests的值)在程序進入printf()前發生。同時使用后綴形式保證了guests在與10比較后才增加。
現在考慮這個語句：

Y=(4+ x++)+(6+ x++);

表達式4+x++不是一個完整的表達式，所以C不能保證在計算子表達式4+x++后立即增加x。這里，完整表達式是整個賦值語句，并且分號標記了順序點，所以C能保證的是在程序進入后續語句前x將增加兩次。C 沒有指明x是在每個子表達式被計算后增加還是在整個表達式被計算后增加，這就是我們要避免使用這類語句的原因。這是《C Primer Plus》的說法，相信您應該有一定答案了。
沒錯，那就是對于i=10;(++i)+(++i)+(++i)；這樣的語句。C語言標準并沒有作規定。有的編譯器計算出來是39，因為會使i的值自增三次變為13，然后使用增加三次之后也就是13的3個值相加為39。而有的編譯器計算結果則為37，如VisaulC++6.0則會先計算前兩個i的值為12，第三個i的值變成了加三次以后的值為13，因此結果是12+12+13=37。如果有心的話，您可以分別在VC6和TC上分別測試;(++i)+(++i)+(++i) +(++i)的值來洞悉不同編譯器的處理規則。

那么，回到最初的printf的問題，明白求值的順序之后，再來看printf的求值問題，printf的參數都是從左到右依次壓入棧內，所以計算起來求值運算的時候則是由右至左(棧的特點：即先進后出)，那么至此，想必您已經完全想明白了這類問題的全部了！
所以講到這里，想必大家就清楚緣由了，不同編譯器的處理過程是不同的。所以并沒有唯一的標準答案！現在大家明白了嗎？

為何++i比i++執行效率高一些呢？

那為了寫出效率更高的C語言程序，以后是不是應該盡量使用 ++i，而不是 i++ 了呢？例如下面這樣的C語言代碼：

for(i=0; i<10; i++);
for(i=0; i<10; ++i);

是不是上面那行C語言代碼的執行效率低于下面的呢？只能說理論如此，實際上，現代C語言編譯器已經足夠聰明，它會根據上下文編譯C語言代碼。

應該明白，i++ 和 ++i 的效率差異主要來自于處理 i++ 時，需要先保存 i 的當前值留作稍后使用。如果之后沒有人使用 i 的當前值，也就是說沒有C語言代碼讀取 i++ 的值，編譯器實在沒有必要保存 i 的當前值了，因此就會將這一步優化掉。

為了便于分析，我們編寫下面這樣的C語言代碼：

int i = 0;
i++;
++i;

與上面的例子相比，區別在于在執行 i++ 時，沒有人關心 i 的當前值了。查看這段C語言代碼對應的匯編代碼：

顯然，i++ 和 ++i 對應的指令是一模一樣的，不再有執行效率上的差異。

C語言中的 i++ 和 ++i 是有區別的，這就有可能帶來效率上的差異。如果有代碼關心 i++ 執行時的 i 當前值，程序在對 i 進行自加操作時，將不得不先保存 i 的當前值，而 ++i 就無需保存當前值，這就會帶來效率上的差異。如果沒人關心 i++ 的當前值，那么現代大多數C語言編譯器將會將這一差異優化掉，此時 i++ 和 ++i 不再有效率上的差異。

審核編輯：李倩

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