【C / C++ / C#】i++ と ++i の明確な違い、エラーの可能性

目に見える違い

i++ と ++i の速度の比較検証は今回は行わない。

違いを理解していると透明なエラーに3日3晩悩まされる可能性が減ると思われる。

たとえばこんなコードがあるとする。

C

#include <stdio.h>

int main(int argc, char* argv[])
{
   int i = 0;
   int j = 0;
   
   printf("i++: %d\n", i++);
   printf("++j: %d\n", ++j);
   
   return 0;
}

C++

#include <iostream>

int main(int argc, char* argv[])
{
   int i = 0;
   int j = 0;
   
   std::cout << "i++: " << i++ << std::endl;
   std::cout << "++j: " << ++j << std::endl;
   
   return 0;
}

C#

public class Hello
{
   public static void Main()
   {
       int i = 0;
       int j = 0;
       
       System.Console.WriteLine("i++: " + i++);
       System.Console.WriteLine("++j: " + ++j);
   }
}

結果はいくつだろうか？

i++: 0
++j: 1

こうなる。

しかし、こう書くと見かけ上の違いはなくなる。
(以降の説明ではC++のみ)

#include <iostream>

int main(int argc, char* argv[])
{
    int i = 0;
    int j = 0;
    
    i++;
    ++j;
    
    std::cout << "i: " << i << std::endl;
    std::cout << "j: " << j << std::endl;
    
    if(i == j)
        std::cout << "一致";

    return 0;
}

i: 1
j: 1
一致

同じだ。

処理速度も最近のコンパイラでは両者最適化が行われ、あまり無い。

ならどちらでも良いのか？

例えばこんなコードはどうだろう。

#include <iostream>
#include <vector>

int main(int argc, char* argv[])
{
    std::vector<int> v = { 11, 22, 33, 44, 55 };
    int i = -1;
    
    while (i++ < std::size(v))
        std::cout << "index[" << i << "] => " << v.at(i) << std::endl;

    return 0;
}

int 型のvectorがあり、要素の数は 5 個、indexは最大 4 。
実際、C++においては範囲forを用いれば良い。(※1)
どちらかというと、C言語で書きうるコードだ。

while (i++ < std::size(v))

とかくと、なにも出力されない。

while (++i < std::size(v))

と書くと

index[0] => 11
index[1] => 22
index[2] => 33
index[3] => 44
index[4] => 55

このように出力される。

先のwhileでは何も出力されなかったが。
が、もし仮に直前で i が 4 になっていたとして次のif文に入るとどうなるのか。

if(i++ < std::size(v))
    std::cout << v.at(i) << std::endl;

0x00007FFD257D837A で例外がスローされました (main.exe 内): Microsoft C++ の例外: std::out_of_range

これは領域外アクセスエラーになる。

i++ を使え！
++i を使え！
と言うつもりはない。
気を付けるに越したことはない。

(※1)要素の中身だけが欲しいのなら自分ならこう書くだろう。

for(const auto& e : v)
    std::cout << e << std::endl;

11
22
33
44
55

投稿の直前にふと思ったこと。

#include <iostream>
#include <vector>

int main(int argc, char* argv[])
{
    std::vector<int> v = { 11, 22, 33, 44, 55 };
    int i = -1;
    
    while (i++ < std::size(v))
        std::cout << "index[" << i << "] => " << v.at(i) << std::endl;

    return 0;
}

while (i++ < std::size(v))

とかくと、なにも出力されない。

何も表示されないのはおかしくないか？
try / catchで捕まえてみる。

#include <iostream>
#include <vector>

int main(int argc, char* argv[])
{
    std::vector<int> v = { 11, 22, 33, 44, 55 };
    int i = -1;

	try
	{
		while (i++ < std::size(v))
			std::cout << "index[" << i << "] => " << v.at(i) << std::endl;
	}
	catch (const std::out_of_range& e)
	{
		std::cerr << "Caught std::out_of_range: " << e.what() << std::endl;
	}
	catch (...)
	{
		std::cerr << "Unknown Error" << std::endl;
	}

    return 0;
}

なにも出ない。
whileを2か所に増やしてみる。

try
{
	while (i++ < std::size(v))
		std::cout << "index[" << i << "] => " << v.at(i) << std::endl;
	while (i++ < std::size(v))
		std::cout << "index[" << i << "] => " << v.at(i) << std::endl;
}
catch (const std::out_of_range& e)
{
	std::cerr << "Caught std::out_of_range: " << e.what() << std::endl;
}
catch (...)
{
	std::cerr << "Unknown Error" << std::endl;
}

index[1] => 22
index[2] => 33
index[3] => 44
index[4] => 55
index[5] => Caught std::out_of_range: invalid vector subscript

捕まった。

if(-1 < std::size(v))
if(-1 < v.size())

とやってもtrueが返らなかったので、size()になにかありそうだ。
長くなりそうなのでまた次回。