Bjarne Stroustrup 代码中的 std::string 链接表达式是否表现出未定义的行为？

In Bjarne Stroustrup 的《C 编程语言》第四版，代码片段举例说明了使用 std::string 的替换进行链接方法:

void f2() {
    std::string s = "but I have heard it works even if you don't believe in it";
    s.replace(0, 4, "").replace(s.find("even"), 4, "only").replace(s.find(" don't"), 6, "");

    assert(s == "I have heard it works only if you believe in it");
}

但是，此代码表现出未指定的行为而不是调用未定义的行为。

此未指定行为的原因在于评估顺序，而评估顺序未指定链式函数调用的子表达式。在这种情况下，s.find 函数调用在第一个 s.replace 调用之前或之后进行评估，改变结果字符串的长度并影响后续 find 调用的结果。

问题中的示例演示了这一点：当由不同的编译器（clang、gcc）评估时，由于不同的评估而获得不同的结果order.

Details

函数参数具有未指定的求值顺序，虽然链接函数调用为每个函数调用引入了从左到右的求值顺序，但参数每个调用的顺序仅在 之前相对于 该特定函数调用。

在示例中，这种不确定性出现在评估中s.find("even") 和 s.find(" don't") 相对于 s.replace(0, 4, "").

忽略进一步的子表达式细分，序列评估步骤及其相互依赖关系可以描述如下：

Step 1: s.replace(0, 4, "")  // A
Step 2: s.find("even")       // B
Step 3: s.replace(B, 4, "only") // C
Step 4: s.find("don't")      // D
Step 5: s.replace(D, 6, "")   // E

虽然A排序在B之前，B又排序在C之前，但是之间没有排序关系 B 和 D 相对于 A。因此，D 可以在 A 之前或之后进行评估，从而根据所选顺序产生不同的结果。

C 17更改

C 17 标准加强了后缀表达式及其表达式列表的求值规则的顺序，为相关代码提供了明确的行为。排序如下：

• 后缀表达式在表达式列表中的每个表达式之前排序。
• 每个参数的初始化相对于任何参数的初始化是不确定排序的其他参数。

因此，在 C 17 及更高版本中，此代码将始终正确计算。