为何C语言中++z * z++的运算结果不符合优先级与结合性规则？

在学习带参数宏（宏函数）与函数的区别时，编写了如下C语言代码：

#include <stdio.h>

#define mult_m(a) a*a 

int mult_f(int a){
    return a*a;
}

int main()
{
    int x=3,y=3,z=3;
    //printf("%d\n",mult_m(x++));
    //printf("%d\n",mult_f(++y));
    printf("%d\n",++z * z++);
    printf("%d\n",z);

    return 0;
}

运行后，printf("%d\n",++z * z++);的输出为20，但按照优先级与结合性分析的预期结果应为15：

• 后缀自增优先级高于*和前缀自增，运算过程应为++z * 3++ → ++z * 3（此时z变为4）；
• *与前缀自增优先级相同，结合性为右向左，运算为++4 *3=15。

问题核心：未定义行为 #

你的分析误区在于混淆了优先级/结合性和执行顺序，这里的问题本质是C语言中的未定义行为：

C标准规定，若在同一个表达式中，对同一个标量对象的两次修改操作之间没有序列点（sequence point），或者修改操作与对该对象的值计算之间没有序列点，那么表达式的行为是未定义的。

++z（前缀自增，修改z并返回新值）和z++（后缀自增，修改z并返回旧值）都对变量z进行了修改，而*运算符并没有在这两个操作之间引入序列点。这意味着编译器可以任意选择两个自增操作的执行顺序：

• 你的编译器实际执行顺序是：先计算z++（取z的旧值3，z变为4），再计算++z（z变为5，取新值5），最后计算5*4=20；
• 你预期的执行顺序只是其中一种可能，但C标准完全不保证这种顺序，不同编译器、甚至同一编译器的不同优化级别都可能产生不同结果。

优先级与结合性的作用 #

优先级和结合性仅用于确定表达式的语法结构（即操作符与操作数的绑定关系），比如++z * z++会被解析为(++z) * (z++)，但这并不决定两个子表达式++z和z++的执行顺序——执行顺序是未定义的。

C标准参考 #

C11标准（ISO/IEC 9899:2011）的6.5节表达式部分明确规定：

2. If a side effect on a scalar object is unsequenced relative to either a different side effect on the same scalar object or a value computation using the value of the same scalar object, the behavior is undefined. If there are multiple allowable orderings of the subexpressions of an expression, the behavior is undefined if such an unsequenced side effect occurs in any of the orderings.

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Cblue X