Visual Studio 2022 ARM预览版后缀自增++疑似编译器Bug问询

结论 #

这不是未定义行为（UB），属于Visual Studio 2022 ARM预览版（17.4.0 Preview 5.0）的编译器Bug。

为什么不是未定义行为？ #

• C++标准明确规定，后缀自增运算符counter++的语义是：先返回变量的当前值，再对变量执行加1操作。
• 表达式counter++ % 2 == 0的求值顺序完全合法：
  1. 先获取counter的当前值作为counter++的结果
  2. 用该结果对2取模
  3. 将取模结果与0比较
• 整个表达式中没有对counter的其他未排序访问，不存在违反序列点规则的情况，完全符合标准要求。
• 对比foo函数的正常运行结果，也能证明该表达式的语义本身是正确的，只是特定场景下的编译优化出现了错误。

为什么判定为编译器Bug？ #

• 异常仅出现在Release构建中，Debug构建无问题：Debug模式下编译器基本不做优化，而Release模式的优化逻辑错误地改变了counter++副作用的执行时机，导致第一次判断时错误使用了自增后的值。
• 将counter++移到if分支外部后问题消失，说明编译器在处理包含push_back的分支时，错误地调整了自增操作的执行顺序，破坏了后缀自增的语义。

复现代码 #

#include <utility>
#include <vector>
#include <cstdio>

using IntVector = std::vector<int>;


std::pair<IntVector, IntVector> my_unweave(const IntVector& xs)
{
    std::pair<IntVector, IntVector> result;
    std::size_t counter = 0;
    for (const auto& x : xs) 
    {
        if (counter++ % 2 == 0)           // 该行在MSVC 2022 ARM预览版Release构建中异常
        {                                // 输出顺序为OOODD / EEEVEN / OOODD / EEEVEN
            printf("EEEVEN\n");          // 后缀自增的语义未被正确执行
            result.first.push_back(x);
        }
        else 
        {
            printf("OOODD\n");        
            result.second.push_back(x);
        }

        // 将++counter移到此处可解决问题
        // ++counter;
    }
    return result;
}

void foo(const IntVector& xs)
{
    // 该版本运行正常
    std::size_t counter = 0;
    for (const auto& x : xs)
    {
        if (counter++ % 2 == 0)
            printf("Even\n");
        else
            printf("Odd\n");
    }
}


int main()
{
    foo(IntVector({ 0, 1, 2, 3 }));

     auto u = my_unweave(IntVector({ 0, 1, 2, 3 }));

}

运行输出 #

Even                // foo() 工作正常
Odd
Even
Odd
OOODD                // my_unweave() 出现顺序反转
EEEVEN               // 首次判断就错误进入else分支
OOODD
EEEVEN

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Pascal T.