为何指向数组首元素的指针在printf中解引用后得到第三元素？

以下是测试代码：

#include <stdio.h>
int main()
{                                                                                                                
    int arr[4] = {1, 2, 3, 4};
    int *ptr = &arr[0];
    
    printf("ptr = %p, &arr[0] = %p\n", ptr, &arr); // 地址相同
    printf("*ptr = %d\n", *ptr); // 输出1，符合预期

    // 问题出在这里：
    printf("%d, %d, %d\n", *ptr, *ptr++, *++ptr); // 实际输出3, 2, 2  

    return 0;
}

调整printf参数顺序为*++ptr, *ptr++, *ptr时，输出为3, 1, 1；但将三个操作拆分为三次独立的printf调用：

printf("*ptr = %d\n", *ptr);
printf("*ptr++ = %d\n", *ptr++);
printf("*++ptr = %d\n", *++ptr);

结果完全符合预期。原本预期第一个printf的输出为1, 1, 3，实际却得到3, 2, 2，该现象的原因如下：

原因解析 #

这是C语言中的未定义行为导致的。C标准并没有规定函数参数的求值顺序，编译器可以按照任意顺序计算printf的各个参数；同时，在同一个函数调用的参数列表中，对同一个变量（这里是ptr）进行多次修改和读取操作时，没有明确的序列点约束这些操作的执行顺序。

具体来说：

• 对于printf("%d, %d, %d\n", *ptr, *ptr++, *++ptr)，编译器可能先计算最右侧的*++ptr：ptr自增指向arr[1]，解引用得到2；接着计算中间的*ptr++：先解引用当前ptr（指向arr[1]）得到2，再将ptr自增指向arr[2]；最后计算最左侧的*ptr：此时ptr已经指向arr[2]，解引用得到3。这就解释了输出3, 2, 2的原因。
• 调整参数顺序后，编译器的求值顺序变化，自然会得到另一组混乱的结果。

而拆分多次调用printf时，每次printf调用都是一个序列点：进入函数体前所有参数求值完成，函数调用结束后，后续代码的执行顺序明确。每次调用都会确保之前的修改操作完全生效，后续操作基于修改后的变量值执行，因此结果符合预期。

总结：在同一个函数调用的参数列表中，不要对同一个变量同时进行多次修改和读取操作，这类行为的结果不可预测，完全依赖编译器实现。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者lil_robo