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未定義動作でFizzBuzz

2023/09/21に公開
C++
GCC
clang
tech

はじめに

たまにFizzBuzzが話題になりますね。いろんな解法があると思いますが、ここではC/C++言語の未定義動作を使ってFizzBuzzしてみましょうか。clang++にfizzを、g++にbuzzを表示してもらいます。

コード

以下がコードです(9/22少し修正)。

#include <cstdio>
int main(){
  int a = 0, b = 0;
  a = --a + ++a + ++a;
  b = ++b + ++b + a;
  for (int i=1;i<16;i++){
    if (i%b==0){
      printf("%s\n",a?"buzz":"fizz");
    }else{
      printf("%d\n",i);
    }
  }
}

実行結果はこんな感じになります。

clang++

$ clang++ test.cc
test.cc:4:7: warning: multiple unsequenced modifications to 'a' [-Wunsequenced]
  a = --a + ++a + ++a;
      ^     ~~
test.cc:5:7: warning: multiple unsequenced modifications to 'b' [-Wunsequenced]
  b = ++b + ++b + a;
      ^     ~~
2 warnings generated.

$ ./a.out
1
2
fizz
4
5
fizz
7
8
fizz
10
11
fizz
13
14
fizz

clang++でコンパイルしたら、3の倍数の時だけfizzと言います。

g++

$ g++ test.cc
$ ./a.out
1
2
3
4
buzz
6
7
8
9
buzz
11
12
13
14
buzz

g++でコンパイルすると、5の倍数の時だけbuzzと言います。

原理

複数の前置インクリメント/デクリメントが式の中に現れると、それは未定義動作を引き起こします。何が起きても文句は言えませんが、とりあえずclang++とg++で解釈が異なります。

  int a = 0;
  a = ++a + --a;

は、clang++では0に、g++では1になります。これにより、clang++であるかg++であるかのフラグに使えます。

  int b = 0;
  b = ++b + ++b;

は、clang++では3に、g++では4になります。なのでさらにaを足して、

  int b = 0;
  b = ++b + ++b + a;

とすると、clang++では3に、g++では5になります。

いや、それだけの話しなんですけど。

参考

何が起きているかは、以下の記事を参照してください。

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