C++ ൽ "ടൈം ട്രാവൽ" വിശകലനം ചെയ്യുന്നു: പഴയ കോഡിനെ ബാധിക്കുന്ന നിർവചിക്കാത്ത പെരുമാറ്റത്തിൻ്റെ യഥാർത്ഥ ലോക ഉദാഹരണങ്ങൾ

C++ ൽ നിർവചിക്കാത്ത പെരുമാറ്റത്തിൻ്റെ സ്വാധീനം മനസ്സിലാക്കുന്നു

C++ ലെ നിർവചിക്കാത്ത സ്വഭാവം, നിർവചിക്കാത്ത സ്വഭാവം സംഭവിച്ചതിന് ശേഷം നടത്തുന്ന കോഡിനെ ഇടയ്ക്കിടെ ബാധിക്കുകയും പ്രവചനാതീതമായ പ്രോഗ്രാം എക്സിക്യൂഷന് കാരണമാകുകയും ചെയ്യും. എന്നിരുന്നാലും, നിർവചിക്കപ്പെടാത്ത പെരുമാറ്റം, ചില സന്ദർഭങ്ങൾക്കനുസരിച്ച്, പ്രശ്‌നകരമായ ലൈനിന് മുമ്പ് എക്സിക്യൂട്ട് ചെയ്യുന്ന കോഡിനെ ബാധിക്കുന്ന, "സമയത്ത് പിന്നോട്ട് സഞ്ചരിക്കാം". പ്രൊഡക്ഷൻ-ഗ്രേഡ് കംപൈലറുകളിലെ നിർവചിക്കാത്ത പെരുമാറ്റം അപ്രതീക്ഷിതമായ ഫലങ്ങളിലേക്ക് എങ്ങനെ കലാശിക്കുമെന്ന് കാണിക്കുന്ന അത്തരം പെരുമാറ്റത്തിൻ്റെ യഥാർത്ഥവും സാങ്കൽപ്പികമല്ലാത്തതുമായ സംഭവങ്ങൾ ഈ പേപ്പർ അന്വേഷിക്കുന്നു.

നിർവചിക്കാത്ത പെരുമാറ്റത്തിലേക്ക് ഓടുന്നതിന് മുമ്പ് കോഡ് അസാധാരണമായ പെരുമാറ്റം പ്രകടിപ്പിക്കുന്ന ചില സാഹചര്യങ്ങൾ ഞങ്ങൾ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യും, ഈ പ്രഭാവം പിന്നീടുള്ള കോഡിലേക്ക് വ്യാപിക്കുമെന്ന ധാരണയിൽ സംശയം ജനിപ്പിക്കും. ഈ ചിത്രീകരണങ്ങൾ C++ ലെ നിർവചിക്കാത്ത പെരുമാറ്റത്തിൻ്റെ സങ്കീർണതകളിലേക്ക് ഒരു നേർക്കാഴ്ച്ച വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്ന, കൃത്യമല്ലാത്തതോ ഇല്ലാത്തതോ ആയ ഔട്ട്പുട്ടുകൾ ഉൾപ്പെടെയുള്ള ശ്രദ്ധേയമായ പ്രത്യാഘാതങ്ങളിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കും.

C++ ൻ്റെ നിർവചിക്കാത്ത പെരുമാറ്റത്തിലേക്കുള്ള ഒരു വിപുലമായ നോട്ടം

ഫംഗ്ഷൻ വിഭജിക്കുന്നതിലൂടെ foo3(unsigned y, unsigned z) ആദ്യ സ്ക്രിപ്റ്റിൽ പൂജ്യം കൊണ്ട്, നിർവചിക്കാത്ത പെരുമാറ്റം ചിത്രീകരിക്കാൻ ഞങ്ങൾ ആഗ്രഹിക്കുന്നു. bar() പ്രോഗ്രാം തൽക്ഷണം അവസാനിപ്പിക്കുന്നതിന് മുമ്പ് "ബാർ കോൾ" എന്ന് പ്രിൻ്റ് ചെയ്യുന്ന ഫംഗ്ഷൻ ഉപയോഗിച്ച് വിളിക്കുന്നു std::exit(0). അടുത്ത വരി, a = y % z, ഒരു മോഡുലസ് ഓപ്പറേഷൻ നടപ്പിലാക്കാൻ ഉദ്ദേശിച്ചുള്ളതാണ്, അത് സംഭവിക്കുകയാണെങ്കിൽ z പൂജ്യമാണ്, നിർവചിക്കപ്പെടാത്ത സ്വഭാവം ഉണ്ടാക്കുന്നു. നിർവചിക്കാത്ത പെരുമാറ്റം ഉള്ള ഒരു സാഹചര്യം അനുകരിക്കുന്നതിന് foo3 നിർവചിക്കാത്ത പെരുമാറ്റം സംഭവിക്കുന്നതിന് മുമ്പ് പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്നതായി തോന്നുന്ന കോഡിൻ്റെ നിർവ്വഹണത്തെ സ്വാധീനിക്കുന്നു, std::exit(0) ഉള്ളിൽ വിളിക്കുന്നു bar(). പ്രശ്‌നകരമായ വരിയിൽ എത്തുന്നതിനുമുമ്പ് പ്രോഗ്രാം പെട്ടെന്ന് അവസാനിച്ചാൽ എങ്ങനെ അപാകതകൾ ഉണ്ടാകാമെന്ന് ഈ രീതി കാണിക്കുന്നു.

രണ്ടാമത്തെ സ്ക്രിപ്റ്റ് വ്യത്യസ്തമായ ഒരു തന്ത്രം സ്വീകരിക്കുന്നു, അതിനുള്ളിലെ നിർവചിക്കപ്പെടാത്ത പെരുമാറ്റം അനുകരിക്കുന്നു bar() ഒരു നൾ പോയിൻ്റർ dereference ഉപയോഗിച്ചുള്ള രീതി. ഒരു ക്രാഷ് ട്രിഗർ ചെയ്യുന്നതിനായി, ഞങ്ങൾ ലൈൻ ഉൾപ്പെടുത്തുന്നു (volatile int*)0 = 0 ഇവിടെ. ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്നത് നിർണായകമായിരിക്കുന്നത് എന്തുകൊണ്ടാണെന്ന് ഇത് കാണിക്കുന്നു volatile ഒപ്റ്റിമൈസേഷനിലൂടെ നിർണായക പ്രവർത്തനങ്ങൾ ഒഴിവാക്കുന്നതിൽ നിന്ന് കംപൈലറിനെ തടയാൻ. ഒരിക്കൽ കൂടി ബാർ() ഉപയോഗിച്ചതിന് ശേഷം, പ്രവർത്തനം foo3(unsigned y, unsigned z) മോഡുലസ് പ്രവർത്തനം ശ്രമിക്കുന്നു a = y % z. വിളിച്ച് കൊണ്ട് foo3(10, 0), പ്രധാന പ്രവർത്തനം നിർവചിക്കാനാവാത്ത സ്വഭാവത്തിന് ഉദ്ദേശ്യത്തോടെ കാരണമാകുന്നു. ഈ ഉദാഹരണം, നിർവചിക്കാത്ത പെരുമാറ്റം വഴി കൊണ്ടുവരുന്ന "ടൈം ട്രാവൽ" എന്നതിൻ്റെ മൂർത്തമായ ഉദാഹരണം നൽകുന്നു, ഇത് പ്രോഗ്രാമിൻ്റെ ആസൂത്രിത നിർവ്വഹണ പ്രവാഹത്തെ എങ്ങനെ തടസ്സപ്പെടുത്തുമെന്നും അത് അവസാനിപ്പിക്കുന്നതിനോ അപ്രതീക്ഷിതമായി പെരുമാറുന്നതിനോ എങ്ങനെ നയിക്കുമെന്ന് കാണിക്കുന്നു.

#include <iostream>
void bar() {
    std::cout << "Bar called" << std::endl;
    std::exit(0);  // This can cause undefined behaviour if not handled properly
}
int a;
void foo3(unsigned y, unsigned z) {
    bar();
    a = y % z;  // Potential division by zero causing undefined behaviour
    std::cout << "Foo3 called" << std::endl;
}
int main() {
    foo3(10, 0);  // Triggering the undefined behaviour
    return 0;
}

#include <iostream>
int a;
void bar() {
    std::cout << "In bar()" << std::endl;
    // Simulate undefined behaviour
    *(volatile int*)0 = 0;
}
void foo3(unsigned y, unsigned z) {
    bar();
    a = y % z;  // Potentially causes undefined behaviour
    std::cout << "In foo3()" << std::endl;
}
int main() {
    foo3(10, 0);  // Triggering undefined behaviour
    return 0;
}

നിർവചിക്കാത്ത പെരുമാറ്റവും കംപൈലർ ഒപ്റ്റിമൈസേഷനുകളും പരിശോധിക്കുന്നു

C++ ലെ നിർവചിക്കാത്ത സ്വഭാവത്തെക്കുറിച്ച് സംസാരിക്കുമ്പോൾ, കംപൈലർ ഒപ്റ്റിമൈസേഷനുകൾ കണക്കിലെടുക്കണം. സൃഷ്ടിച്ച കോഡിൻ്റെ ഫലപ്രാപ്തിയും പ്രകടനവും വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് GCC, Clang പോലുള്ള കംപൈലറുകൾ അഗ്രസീവ് ഒപ്റ്റിമൈസേഷൻ ടെക്നിക്കുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഈ ഒപ്റ്റിമൈസേഷനുകൾ പ്രയോജനകരമാണെങ്കിലും, അവ അപ്രതീക്ഷിതമായ ഫലങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കിയേക്കാം, പ്രത്യേകിച്ചും നിർവചിക്കപ്പെടാത്ത സ്വഭാവം ഉൾപ്പെട്ടിരിക്കുമ്പോൾ. കംപൈലറുകൾ, ഉദാഹരണത്തിന്, അവർ നിർവചിക്കാത്ത രീതിയിൽ പെരുമാറില്ല എന്നതിൻ്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ നിർദ്ദേശങ്ങൾ പുനഃക്രമീകരിക്കുകയോ നീക്കം ചെയ്യുകയോ സംയോജിപ്പിക്കുകയോ ചെയ്യാം. ഇത് അർത്ഥശൂന്യമായ പ്രോഗ്രാം എക്സിക്യൂഷൻ പാറ്റേണുകളിലേക്ക് നയിച്ചേക്കാം. അത്തരം ഒപ്റ്റിമൈസേഷനുകൾ "ടൈം ട്രാവൽ" ഇഫക്റ്റിന് കാരണമായേക്കാവുന്ന അപ്രതീക്ഷിതമായ അനന്തരഫലങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കിയേക്കാം, അതിൽ നിർവചിക്കാത്ത പെരുമാറ്റം നിർവചിക്കാത്ത പ്രവർത്തനത്തിന് മുമ്പ് നടത്തിയ കോഡിനെ ബാധിക്കുന്നതായി തോന്നുന്നു.

വിവിധ കംപൈലറുകളും അതിൻ്റെ പതിപ്പുകളും നിർവചിക്കാത്ത പെരുമാറ്റം കൈകാര്യം ചെയ്യുന്ന രീതി ഒരു ആകർഷകമായ സവിശേഷതയാണ്. കംപൈലർമാരുടെ ഒപ്റ്റിമൈസേഷൻ തന്ത്രങ്ങൾ കൂടുതൽ വികസിക്കുമ്പോൾ അവ മാറുന്നു, ഇത് നിർവചിക്കാത്ത സ്വഭാവം ദൃശ്യമാകുന്ന രീതികളിൽ വ്യത്യാസങ്ങൾക്ക് കാരണമാകുന്നു. നിർവചിക്കാത്ത അതേ പ്രവർത്തനത്തിന്, ഉദാഹരണത്തിന്, Clang-ൻ്റെ ഒരു പ്രത്യേക പതിപ്പ് മുമ്പത്തെ അല്ലെങ്കിൽ പിന്നീടുള്ള പതിപ്പിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി ഒരു കോഡ് ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്തേക്കാം, ഇത് വ്യത്യസ്ത നിരീക്ഷിക്കാവുന്ന സ്വഭാവങ്ങളിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. കംപൈലറിൻ്റെ ആന്തരിക പ്രവർത്തനങ്ങളെക്കുറിച്ചും ഈ സൂക്ഷ്മതകൾ പൂർണ്ണമായി മനസ്സിലാക്കാൻ ഒപ്റ്റിമൈസേഷനുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന പ്രത്യേക സാഹചര്യങ്ങളെക്കുറിച്ചും ഒരു സൂക്ഷ്മ പരിശോധന ആവശ്യമാണ്. തൽഫലമായി, നിർവചിക്കാത്ത പെരുമാറ്റം അന്വേഷിക്കുന്നത് സുരക്ഷിതവും കൂടുതൽ പ്രവചിക്കാവുന്നതുമായ കോഡ് വികസിപ്പിക്കുന്നതിനും അതുപോലെ കമ്പൈലർ ഡിസൈനിൻ്റെയും ഒപ്റ്റിമൈസേഷൻ ടെക്നിക്കുകളുടെയും അടിസ്ഥാന തത്വങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കുന്നതിനും സഹായിക്കുന്നു.

അനിശ്ചിതത്വ പെരുമാറ്റത്തിൻ്റെ പരീക്ഷ സമാപിക്കുന്നു

കംപൈലർ ഒപ്റ്റിമൈസേഷനിൽ നിന്ന് എങ്ങനെ അപ്രതീക്ഷിതവും അമ്പരപ്പിക്കുന്നതുമായ പ്രോഗ്രാം ഫലങ്ങൾ ഉണ്ടാകാമെന്ന് C++-ലെ നിർവചിക്കാത്ത പെരുമാറ്റം വിശകലനം ചെയ്യുന്നു. കോഡിൻ്റെ തെറ്റായ രേഖയ്ക്ക് മുമ്പുള്ള, നിർവചിക്കാത്ത പെരുമാറ്റം, കോഡ് എങ്ങനെ എക്സിക്യൂട്ട് ചെയ്യപ്പെടുന്നു എന്നതിൽ അപ്രതീക്ഷിതമായ പ്രത്യാഘാതങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കുന്നത് എങ്ങനെയെന്ന് ഈ ചിത്രീകരണങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു. വിശ്വസനീയമായ കോഡ് എഴുതുന്നതിനും കമ്പൈലർ ഒപ്റ്റിമൈസേഷനുകൾ കാര്യക്ഷമമായി ഉപയോഗിക്കുന്നതിനും ഈ സൂക്ഷ്മതകൾ മനസ്സിലാക്കേണ്ടത് അത്യാവശ്യമാണ്. കംപൈലറുകൾ മാറുമ്പോൾ ഈ സ്വഭാവങ്ങളുടെ ട്രാക്ക് സൂക്ഷിക്കുന്നത് ഡവലപ്പർമാരെ പ്രശ്‌നങ്ങളിൽ നിന്ന് ഒഴിവാക്കാനും കൂടുതൽ വിശ്വസനീയവും സ്ഥിരതയുള്ളതുമായ സോഫ്റ്റ്‌വെയർ നിർമ്മിക്കാൻ പ്രാപ്തരാക്കുന്നു.