编译器如何知道函数调用中的逗号不是逗号运算符？

Posted 2023-02-21

【中文标题】编译器如何知道函数调用中的逗号不是逗号运算符？

【英文标题】：How does the compiler know that the comma in a function call is not a comma operator?

【发布时间】：2013-06-27 08:03:37

【问题描述】：

考虑函数调用（调用int sum(int, int)）

printf("%d", sum(a,b));

编译器如何确定函数调用sum(int, int)中使用的,不是逗号运算符？

注意：我不想在函数调用中实际使用逗号运算符。我只是想知道编译器如何知道它不是逗号运算符。

【问题讨论】：

你说的是两个逗号中的哪一个...

为什么人们投票结束这个！！！！！！！！！

不同意这个问题是题外话。该问题询问了有关实现如何解释某种语法的微妙细节，并且可以通过引用相关的标准引号来最终回答。 尝试解决问题的努力不适用于此处。理解或寻找标准语录并不是一件容易的事。

有两个函数调用，一个到sum，一个到printf。

我曾经有一些 C 代码表现得很奇怪，因为我正在通过指针进行整数除法。即，表达式为a/*b。通过添加一些空格来修复它：a / *b

【参考方案1】：

现有答案说“因为 C 语言规范说它是列表分隔符，而不是运算符”。

但是，您的问题是问“编译器如何知道...”，这完全不同：这与编译器知道printf("Hello, world\n"); 中的逗号不是逗号运算符的方式实际上没有什么不同：编译器“知道”是因为逗号出现的上下文 - 基本上，之前发生了什么。

C“语言”可以在Backus-Naur Form (BNF) 中进行描述——本质上，是编译器的parser 用来扫描您的输入文件的一组规则。 C 的 BNF 将区分语言中这些不同可能出现的逗号。

有很多关于编译器如何工作的好资源，还有how to write one。

【讨论】：

问题是关于 C 的。在 C++ 的上下文中谈论“解析器”是不必要的复杂化。

@anatolyg - 已修复。我现在脑子里肯定有 C++。

【参考方案2】：

查看 C 语言的语法。它在standard 的附录 A 中完整列出。它的工作方式是，您可以逐步遍历 C 程序中的每个标记，并将它们与语法中的下一项匹配。在每个步骤中，您只有有限数量的选项，因此任何给定字符的解释将取决于 它出现的上下文。在语法中的每条规则中，每一行都为程序提供了一个有效的替代方案来匹配。

具体来说，如果您查找parameter-list，您会看到它包含一个明确的逗号。因此，每当编译器的 C 解析器处于“参数列表”模式时，它找到的逗号将被理解为 参数分隔符，而不是 逗号运算符。括号也是如此（也可以出现在表达式中）。

这是因为parameter-list 规则谨慎使用assignment-expression 规则，而不仅仅是简单的expression 规则。 expression 可以包含逗号，而assignment-expression 不能。如果不是这种情况，语法将是模棱两可的，编译器在遇到参数列表中的逗号时将不知道该怎么做。

但是，一个左括号，例如，不是函数定义/调用的一部分，或if、while或for语句，将被解释为表达式的一部分（因为没有其他选项，但前提是表达式的开头是该点的有效选择），然后，在括号内，expression 语法规则将适用，并且允许逗号运算符。

【讨论】：

我忘记了有个技术术语叫这个名字。我只是说任何给定的标记只能在它出现的上下文中被理解。换句话说，我使用“上下文敏感”作为形容词而不是名词。但是，我怀疑唯一对此感到困惑的人是已经知道答案的人！

这是一个很好的答案，但您还应该提到 逗号之间的内容 是 assignment-expression 非终结符而不是 expression 非终结符（如 Jens 的回答中所述） ，因此不允许parameter-list 顶层的, 成为逗号运算符。如果标准按照您所描述的那样做而没有这样做，那么整体语法就会模棱两可。

@Zack，确实如此。我已经用该信息扩展了答案。

@EricLippert：我认为说 C 具有上下文无关语法是没有意义的。如果你朝那个方向走，那么你也可以声称 C++ 有一个 CFG（因为就像在 C 的情况下一样，它是模棱两可的，并且需要语义传递来拒绝无效程序）。如果您想非常严格，那么您还可以声称大多数编程语言没有具有 CFG，因为它们都需要在程序被认为有效之前定义之前的声明，这不是上下文无关的。两者都不是一个非常有用的定义，因为它将大多数语言归为同一类别。 （续）

@EricLippert: (cont'd) ...从实际的角度来看（在理论方面可能不是那么多）我觉得一个有用的定义是 C 是上下文无关的，如果它有CFG 明确解析所有有效的 C 程序假设没有未声明的标识符。但在这种情况下，C 不是上下文无关的（因此没有 CFG），因为经典的 T * T; 歧义，这需要知道 T 是 是什么（而不仅仅是它是否被声明） .因此，我认为说 C 是上下文无关的是没有意义的。

【参考方案3】：

原因是 C 语法。虽然其他人似乎都喜欢引用这个例子，但真正的问题是标准 (C99) 中函数调用的短语结构语法。是的，函数调用由应用于后缀表达式（例如标识符）的() 运算符组成：

 6.5.2 postfix-expression:
       ...
       postfix-expression ( argument-expression-list_opt )

一起

argument-expression-list:
       assignment-expression
       argument-expression-list , assignment-expression    <-- arglist comma

expression:
       assignment-expression
       expression , assignment-expression                  <-- comma operator

逗号运算符只能出现在表达式中，即在语法中更靠后的位置。因此编译器将函数参数列表中的逗号视为分隔 assignment-expressions 的分隔符，而不是分隔 表达式 的分隔符。

【讨论】：

@hacks：条件表达式或一元表达式，后跟赋值运算符，后跟赋值表达式。

我没明白你的意思，请详细说明。应该不胜感激

扩展一点@Jens 的回答：让我们改变问题并简化它。让我们用高尔夫球（涂成黄色）和透明的大塑料球代替“表情”，这些塑料球可以打开，里面有东西：( stuff )。语法实际上是说你可能有黄色的高尔夫球，它们会自动分开。或者，您可以提供一个清晰的球只要您使用了两半。透明球作为一个单元工作，它不能打开和分离。所以： f( (a,b), g ) 有一个“透明球” (a,b) 和一个“黄色球” g，因此正好有两个球，呃，论据。

我用完了评论室，所以，继续，回到真正的 C 语法：括号允许您转义到“完整的”表达式，其中逗号是逗号表达式部分。但是，除非您有一个“额外的”左括号，否则您将处于这个更有限的“赋值表达式”子语法中（如“黄色高尔夫球”的想法），其中根本不允许使用逗号。如果解析器在此上下文中遇到逗号，它必须停止并完成赋值表达式。这是因为( 以)“结束”：括号结束了完整的表达式上下文。

嗯，我没有任何其他自然语言可以表达这一点。考虑…、[…]和(…)。他们“匹配”：如果你写a[3，那显然是错误的。如果你写a[(3]，那显然仍然是错误的。 ( 仅由匹配的 ) 结束。这“关闭”了整个序列，清楚地表明了什么与什么相配。

【参考方案4】：

这个问题有多个方面。一个标准是定义是这样说的。那么，编译器如何知道这个逗号在什么上下文中呢？这就是解析器的工作。特别是对于 C，该语言可以由 LR(1) 解析器 (http://en.wikipedia.org/wiki/Canonical_LR_parser) 解析。

它的工作方式是解析器生成一组表，这些表构成了解析器的可能状态。只有特定的一组符号在特定的状态下是有效的，而这些符号在不同的状态下可能有不同的含义。由于前面的符号，解析器知道它正在解析一个函数。因此，它知道可能的状态不包括逗号运算符。

我在这里非常笼统，但您可以阅读 Wiki 中的所有详细信息。

【参考方案5】：

从 C99 6.5.17 开始：

如语法所示，逗号运算符（如本小节所述）不能 出现在使用逗号分隔列表中的项目的上下文中（例如函数或列表的参数 初始化程序）。另一方面，它可以用在带括号的表达式中或第二个表达式中 在这种情况下条件运算符的表达式。在函数调用中

f(a, (t=3, t+2), c)

该函数有三个参数，第二个的值为 5。

另一个类似的例子是数组或结构的初始化列表：

int array[5] = 1, 2;
struct Foo bar = 1, 2;

如果要使用逗号运算符作为函数参数，请像这样使用它：

sum((a,b))

当然，这不会编译。

【讨论】：

正确但不是问题的答案。

@Yu ：我不想使用逗号运算符。我只想知道编译器是怎么知道它不是逗号操作符的！

@sasha.sochka 查看 OP 的评论。他想知道解析器是如何工作的，而不是如何在函数调用中使用逗号。

@hacks 知道了，编辑了我的话。使用逗号运算符作为函数参数实际上并没有什么用，但知道如何使用它仍然很有趣，所以我将保留这部分。

@YuHao;多谢，伙计！至少。也感谢您编辑我的帖子。

【参考方案6】：

The draft C99 standard says:

如语法所示，逗号运算符（如本小节所述）不能 出现在使用逗号分隔列表中的项目的上下文中（例如函数的参数或初始化程序列表）。另一方面，在这种情况下，它可以用在带括号的表达式中或条件运算符的第二个表达式中。在函数调用f(a, (t=3, t+2), c) 中，该函数具有三个参数，其中第二个参数的值为 5。

换句话说，“因为”。

【讨论】：

我的孩子们不认为这是一个答案，为什么 OP 应该......但这就是原因，因为模棱两可的情况是被禁止的。