Post by "dujid", 2009-09-16, 8:47
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最近在实验解析csharp时发现了一些有趣的语法现象，将他们作为题目来考考大家。
一定要回复你的答案啊Orz，后面附有解答（一家之见），多谢支持！
注意：所有题目都是单选。
【题1】
int p=2;
A: Console.WriteLine(-p--);
B: Console.WriteLine(-(p)--);
C: Console.WriteLine(p=-new int());
D: Console.WriteLine(p=-3--);
问：上面哪一个语句不能被正确编译？
【题2】
A: int b = 4, a = + b+++++b;
B: int b = 4, a = +b+++++b;
C: int b = 4, a = +b+++ ++b;
D: int b = 4, a = +b++ +++b;
问：上面哪一个语句能被正确编译？
（ps:还有谁比我+多？对于两个变量构成的表达式）
【题3】
问：题2里，a的值是？
A: 8
B: 9
C: 10
D: 11
【题4】
int m = 0, n = m = --m+m--;
问：n的值是？
A: 0
B: -1
C: -2
D: -3
【题5】
for (int k = 0; k++ < 10; ++k, k--) Console.WriteLine(k);
问：下面哪句话是正确的？
A: 此语句可以被正确编译，但将导致无限循环；
B: 此语句可以被正确编译，输出k的范围是0～9；
C: 此语句可以被正确编译，输出k的范围是1～9；
D: 此语句可以被正确编译，输出k的范围是1~10。
【题6】
bool br = false;
switch (br) {
case true: break; // 1
case !true: break; // 2
case !(!br): break; // 3
case 1 == 1: break; // 4
case !(1 == 1): break; // 5
case 1 > 2: break; // 6
}
问：下面选项中正确的项目是？
A: 此语句虽然没什么问题，可以编译通过，但是有些case语句没有意义；
B: 此语句没什么问题，可以编译通过，且没有意义的case语句将被编译器自动优化；
C: 此语句不能正确编译，但删除了case 3则可以正确编译；
D: 此语句不能正确编译，但删除了case 1，2以外的case后则可以正确编译；
【题7】
1: if (2 > 1) { int o = 1; }
2: if (2 > 1) int o = 1;
问：下面哪句话是正确的？
A: 1不能正确编译；
B: 2不能正确编译；
C: 1和2都能正确编译，但1会警告局部变量未被使用；
D: 1和2都能正确编译，但1和2都会警告局部变量未被使用。
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答
案
见
下
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【关于题1】
此题的重点是负号是一个普通运算符还是一个对于变量的修饰符，答案是普通运算符，并可用于任何表达式（不计较表达式值类型的话）。而--运算符的使用对象是变量，属性或者索引。
语句A可以被编译，但要注意--的运算符比负号运算符的优先级高，这个语句的返回值是-2。
语句B也可以被编译，原理与语句A相同，多出来的括号并不会改变词义，在词法分析时编译器就能够将没有意义的括号忽略掉。稍后的题目也会看到编译器的一部分优化功能；
语句C也可以被编译，因为负号是普通运算符，可用于表达式上，并不一定必须用于常量或变量上；
语句D则不能被正确编译，因为--运算符不能用在常量上。D是正确答案。
【关于题2】
此题的目的不是在语言语义上，而是为了说明csharp以及类似词法分析器的词法解释过程。类似csharp的语法定义上，负号都被定义为“(+|-) exp”，则读取到的-b可以被正确解释，此后继续读取到+b++，由于发现了“变量|属性|索引 ++”的语法定义而将 b++ 也做了正确的分析，这样得到一个 (+ ( b ++ ) ) 的树，分析完全正确，再继续读取到了+运算符，也做了正确分析，而从这里开始再往后读取时，由于紧跟着又发现了一个+号，这个+和刚才的加法运算符合在一起构成了一个++运算符，此时由于“++ 变量|属性|索引”的语法定义，解释器向后读取时需要一个“变量|属性|索引”，而此时再往后读取时，读取到的是第三个加号，则词法分析器报错。在语句3中，空格的位置促使词法分析器进行断言，而正确匹配到了后面的++b。本题中，任何一个语句都可以将后面的++b括起来而不使用空格。这里的括号是有意义的，虽然它在运算符的优先顺序上并无异议，但是却促使分析器进行了断言。在语义定义上，exp (op exp)* 则是一个右递归，而括号则迫使分析器进入下一个匹配过程（递归），从而正确匹配下一个语法。因此 -2, -2+3, -(2+3) 都是正确的表达式，而- -(2+3)不是，只要写成 -(-(2+3)) 则是正确的表达式。正确答案是C。
【关于题3】
首先8和11肯定是错误的，无论如何++b或者b++也至少要有一个反应。
那么正确答案是9么？因为+b+++ ++b抛掉绕眼并无用的符号以后是：
b + ++b。将4代入b，得到 4 + ++4 = 4 + 5 = 9
而正确答案是10也合乎情理，试着理解csharp的运算过程：首先此语法构成的语法树是：
( + b (++ b) )
csharp表达式运算确实是自左向右没错，遇到树顶 + 运算符，取出 左右节点，此时发现右节点是一个 (++ b) 的子树，则先运算子树，子树的运算结果是5，同时，子树也将b的值置为5并返回5，子树的的运算退出，先前的树继续运算，取出左右节点，此时左右节点的值都是5，然后相加，结果是10。正确答案是C。
【关于题4】
这题与上题类似，都涉及到了表达式的运算顺序问题，但要注意，a = b = c 这样的语句并不是表达式，而就是符合语法的赋值语句。在csharp的语法定义里，赋值语句被这样描述：
(变量|属性|索引 =)+ exp
也就是说，a = 1+1 = 2 这样的语句是无法编译的，也是没有意义的。
另外，MSDN中强调赋值语句的运算顺序是“自右向左”，因此此题的运算过程可理解为：
n = m = --m+m--
n = ( m = (-1 + -1) )
n = ( m = (-1 -1) )
n = ( m = -2 )
n = -2
正确答案是C。与题3一样，m的值在+运算符左右被同时改变，是--m的结果和作用，不要误认为是m--的结果被反应了。m--也被计算，但结果并未马上反应。
此题中如果误认为赋值语句的执行顺序是“自左向右”则会认为0是正确答案。(在某些语言里确实是这样。)
【关于题5】
答案是D。此题涉及2个问题。
问题1是for语句的循环条件定义部分，也就是第一个分号和第二个分号之间，这个条件定义语句在每次循环一圈都会被执行，因此也改变了k的值。由此也可看出，写for(; i<size();i++) 这样的语句有多么不好
问题2是for语句的第二个分号后可以撰写多个statement-expression，并用逗号隔开，这称为statement-expression-list。每个statement-expression则都会依次得到执行，则++k和k--正好抵消。这里要注意的是，这些statement-expression虽然使用逗号隔开而不是正规的终止符分号，但不管k++还是++k，都会在statement-expression被执行完后马上反应，也就是碰到逗号时。在这里逗号的作用与分号一样。
++k,k--其实是引人耳目的无用语句。由于k++<10每次都被执行，但被执行时是使用k变化前的值来判断，而Console.WriteLine(k)会打印k变化后的值，所以k的范围则是：1～10。
但是++k<10这样的语法会先反应k的值再进行比较，因此范围是1～9。
或者这样看比较明显：
for(int i=0;i<10;i++) Console.WriteLine(k); 范围：0～9
for(int i=0;++i<10;) Console.WriteLine(k); 范围：1～9
for(int i=0;i++<10;) Console.WriteLine(k); 范围：1～10
这些微妙的变化导致了k范围发生的变化。
【关于题6】
此题也是包含了2个问题。
问题1是switch的case条件……的条件到底是什么？答案是case的条件只能是常量表达式，所谓常量表达式，就是由常量和运算符构成的表达式，只要不出现变量，无所谓有多少个运算符，比如1+1就是一个简单的常量表达式，而上面的case 3则不是常量表达式。因此选项C是错误的。而常量表达式也通常会在编译时期就被求值从而转换为一个原子(atom)常量。（注：并不需要在运行时求值，编译器在词法解释期间就可认定一个表达式是不是常量表达式。）
问题2是csharp的编译器确实会优化switch语句，只要把这个语句复制到VS里，然后删除case 3编译就可以看到错误信息提示说：由于case 1 和case 2 已经覆盖了boolean的所有可能的情况，所以 case 4开始全部都是重复 case ，不能编译。因此只有选项D是正确的。另外请忽略它们是否有意义，就单从语法上，这些case的条件部分都是可以被正确解释的表达式语句，如果放在if,for 或者while的条件部分，则可以被正确分析解释。
【关于题7】
if 后面的 statement 也是embed-statement，一个embed-statement是不可以声明本地变量，因此本题的语句2 不能编译。embed-statement 在被用大括号括起时语法性质变为 block，只有在 block 里才可以声明本地变量，因此语句2不能正确编译。选项C的后半是正确的，而前半则是错误的。D也是一样，说对了一半。我在自己的实验里也定义如下语法：
block : { statement* }
statement: local-variable-declaration | embed-statement
embed-statement: block | assignment | expression | …
而if的定义如下：
if ( boolean-BLOCKED EXPRESSION embed-statement (else embed-statement)?
从而可以看出，如果在if ( … ) 之后不写 { } 在语义上则被理解为 embed-statement，而 embed-statement的定义里不包括 local-variable-declaration，当写下 { } 时，因为embed-statement 的定义里包括 block 而语义定性为 block，block的定义里又包括 statement，而statement的定义里包括 local-variable-declaration。所以语句2不能被编译通过，在语法check上就被报错了。本题正确答案是B。
【尾声】
1.关于详尽的csharp的语法定义，可以看一下MSDN的C# Grammar：
http://msdn.microsoft.com/en-us/library/aa664812(VS.71).aspx
2.这些问题写出来的语句其实大多情况都不会碰到，在此作为题目也不是为了“耍酷”和制造难度，通过“试探”csharp在语法的极端情况下的处理，了解词法分析和编译器的一些功能，加深对基础语法的印象。事先被问住才能更好的获取所需知识。（绝大部分题目是我在实验中用来测试自己的解释器时使用。）
3.“答对上面的题”与“技术高低”没有直接联系，相反答不对也不说明就对csharp不熟。不管是不是对运算符的优先级和表达式的执行顺序上了如指掌，不管对csharp有多熟悉，在任何情况下，都强烈建议在程序里加更多的括号。同时避免写出晦涩或理解上可能产生二义性的代码，例如(a = b = c)。
4.这些都是关于Csharp的基础语法，最新版本的Csharp又添加如构造赋值语句delegate，new XXX { Property = Value }，lambda表达式，属性attribute构造表达式等，要定义完全兼容csharp的语法是相当困难、相当庞大的工程。但也许随着继续实验，以后还会补充新题…
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