C语言运算符优先级与结合性疑问：表达式求值顺序解惑

先看你给出的示例代码：

#include <stdio.h>

int main() {
  volatile int i = 10;
  i = i + i + i++ + (i *= 2);
  printf("%d\n", i); //输出52
  return 0;
}

你的核心误区是把运算符优先级/结合性和求值顺序混为一谈，这是C语言新手常犯的错误，下面逐一解释：

1. 优先级/结合性 ≠ 求值顺序 #

《The C Programming Language. 2nd Edition》里提到的优先级和结合性，只负责确定表达式的语法结构——也就是哪些操作数属于哪个运算符，完全不决定各个操作数的求值先后顺序。

比如你的表达式i + i + i++ + (i *= 2)：

• 优先级决定i++是独立操作数，(i *= 2)是独立子表达式，加法运算符是左结合（即先算左边的i+i，再和后面的结果相加）；
• 但这绝不意味着i++或者(i *=2)必须先被求值，编译器可以选择任意顺序来计算各个加法操作数的值，只要最终符合语法结构的要求。

2. 括号的作用仅改变优先级，不强制求值顺序 #

你以为括号里的(i *=2)会优先执行，这是错误的。括号只是让i *=2作为一个整体子表达式，避免和其他运算符混淆，但C标准没有规定括号内的子表达式必须比其他操作数先求值。编译器完全可以先计算前两个i的值，再算i++，最后算括号里的(i *=2)——这就是你看到输出52的原因：

• 第一步：取第一个i的值，为10；
• 第二步：取第二个i的值，还是10；
• 第三步：计算i++，取当前i的值10，之后i变为11；
• 第四步：计算(i *=2)，此时i是11，乘2后变为22，返回值22；
• 最后把所有值相加：10+10+10+22=52，赋值给i，最终i就是52。

3. 你的表达式本质是未定义行为 #

按照C标准，在两个序列点（比如分号、逗号运算符等）之间，如果对同一个对象（这里是i）的存储值进行了多次修改，或者修改后又读取其值（除了用于计算修改后的值），这种行为是未定义的。

你用了volatile修饰i，虽然某些编译器会给出可预测的结果，但这并不符合C标准的规范——换个编译器或者编译选项，输出结果可能完全不同，甚至程序崩溃。

正确的做法 #

如果你想明确控制求值顺序，必须把表达式拆分成多个语句，每个语句只对i进行一次修改，比如：

#include <stdio.h>

int main() {
  volatile int i = 10;
  int temp = i *= 2; // 先执行i*=2，i变为20，temp存20
  int temp2 = i++;   // 再执行i++，返回20，i变为21
  i = i + i + temp2 + temp; // 21+21+20+20=82
  printf("%d\n", i);
  return 0;
}

这样每一步的顺序都由语句的执行顺序（从上到下）明确控制，结果是可预测的。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Daniel Bodyak