C 언어에서 함수 인자의 계산 시 부작용이 어떻게 발생하나요? 인자의 계산 순서는 어떻게 되며, 여기서 발생할 수 있는 예기치 않은 상황은 무엇인가요?

답변

C 언어에서 함수 인자의 계산 순서는 표준에 의해 정의되지 않았다 (C99 이전까지). 인자가 좌에서 우로, 우에서 좌로 또는 컴파일러나 아키텍처의 재량에 따라 어떤 순서로든 계산될 수 있다.

• 모든 표현식/부작용은 함수 호출 전에 완료되어야 하지만, 특정한 순서로 실행된다는 보장은 없다.
• 이는 여러 인자에서 값을 변경하는 변수를 사용하는 것이 잠재적인 정의되지 않은 동작(unknown behavior)이나 아키텍처 간 차이의 원인이 될 수 있음을 의미한다.

예시

void fn(int a, int b) { /* ... */ }
int x = 1;
fn(x++, x++); // x++ 및 x++의 계산 순서는 정의되지 않음!

속임수 질문

"C에서 함수 인자가 어떤 순서로 계산되며, 코드를 작성할 때 이를 신뢰할 수 있나요?"

흔한 실수는 인자가 좌에서 우로 계산된다고 생각하는 것이다 (표현식과 유사하게). 실제로 각 함수 호출은 컴파일러(및 플랫폼)의 재량에 따라 컴파일된다.

void foo(int a, int b, int c);
int x = 1;
foo(x++, x++, x++); // 결과는 인자 계산 순서에 따라 달라짐

정확한 답변: 신뢰할 수 없다 — 동작이 정의되지 않았다!

이 주제에 대한 지식 부족으로 인한 실제 오류 예

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이야기

다중 플랫폼 제품에서 프로그래머가 push(stack, stack->size++, data);를 작성했다. 대부분의 플랫폼에서 모두 작동했지만, 한 플랫폼에서는 데이터를 전달하기 전에 스택 크기가 증가했고, 다른 플랫폼에서는 이후에 증가했다. 데이터가 "손실"되거나 잘못 주소 지정되었고, 오류는 드물게 발생하고 디버깅이 매우 어려웠다.

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이야기

네트워크 프로토콜 라이브러리에서 로그 함수가 통계 카운터를 증가시키는 표현식을 인자로 호출되었다. 통계 보고서는 잘못 생성되었고, 서로 다른 클라이언트에서 카운터의 인덱스가 다르게 나타났으며, 이는 예상된 순서로 실행되지 않았기 때문이었다.

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이야기

장비 제어 인터페이스에서 초기화 함수가 포인터와 오프셋을 인자로 전달하며 증가시킨 경우(예: init(ptr++, cnt++);). 어떤 프로세서에서는 하드웨어가 올바르게 초기화되었고, 다른 프로세서에서는 오류가 발생했다. 하드웨어를 오랫동안 조사했지만 원인은 잘못된 C 코드에 있었다.