未規定の動作

未規定の動作とは、プログラムの動きとして2つ以上の可能性があり、どれが実行されるかについて、C言語の標準仕様として全く要求を課されていない動作のことです。未規定の動作には、例えば、関数の実引数の評価順序などがあります。プログラムが未規定の動作に依存すると、同じプログラムでも処理系によって異なる結果を生じる可能性があることになります。つまり、プログラムを他のプラットフォームへ移植する際に不具合を生じる可能性があるということです。

未規定の動作に依存するプログラムを作ることは避けるべきでしょう。実際、MISRA-C:2012ではRule 1.3「未定義の動作またはクリティカルな未規定の動作の発生があってはならない」で注意を促しています。また、CERT C セキュアコーディングスタンダードには、MSC14-C「必要もなくプラットフォーム依存のコードを書かない」というレコメンデーションがあります。

未規定の動作にはどのようなものがあるのでしょうか。C言語の標準規格であるJIS X 3010：2003(ISO/IEC 9899：1999)の「附属書J 可搬性」を参考に未規定の動作を列挙してみましょう。

• 静的記憶域の初期化の方法と時期。「静的記憶域期間を持つ全てのオブジェクトはプログラム開始処理以前に初期化される」ことのみが規定されている。(5.1.2)
• main関数の返却値の型がintと適合しない場合、ホスト環境に戻される終了状態。(5.1.2.2.3)
• 現表示位置が行の最終位置にある時に、表示可能文字が書かれた場合の表示装置の動作。(5.2.2)
• 現表示位置が行の最初の位置にある時に、後退文字が書かれた場合の表示装置の動作。(5.2.2)
• 現表示位置が定められた最後の水平タブ位置にある、あるいはその位置を過ぎている時に、水平タブ文字が書かれた場合の表示装置の動作。(5.2.2)
• 現表示位置が定められた最後の垂直タブ位置にある、あるいはその位置を過ぎている時に、垂直タブ文字が書かれた場合の表示装置の動作。(5.2.2)
• 外部識別子において意味がある先頭の文字数を数える場合に、国際文字名に対応していないソース拡張文字を何文字と数えるか。(5.2.4.1)
• 型の表現に関して、6.2.6に規定されていないもの。(6.2.6)
• 構造体型又は共用体型のオブジェクトに値を格納する時の、詰め物バイトに対応するバイトの値。(6.2.6.1)
• 値を共用体型のオブジェクトのメンバに格納する時、このメンバに対応せず、他のメンバに対応するオブジェクト表現のバイトの値。(6.2.6.1)
• ある値に対して2つ以上のオブジェクト表現をもつ型を用いて、その値をオブジェクトに格納する場合、どの表現が用いられるか。(6.2.6.1)
• 整数表現における詰め物ビットの値。(6.2.6.2)
• 処理系が負の0をサポートする場合において次の2つは未規定。(1)特定の演算子が実際に負の0を生成するか、それとも通常の0を生成するか。(2)負の0がオブジェクトに格納される時、通常の0になるかどうか。(6.2.6.2)
• 2つの文字列リテラルが別個の配列になるかどうか。(6.4.5)
• 部分式が評価される順序、及び副作用が発生する順序。ただし関数呼出しの()、&&, ||, ?:, カンマ演算子は除く。(6.5)
• 関数呼出しでの関数指示子、実引数及び実引数内の部分式の評価順序。(6.5.2.2)
• 複合リテラルの初期化リストの式での副作用が発生する順序。(6.5.2.5)
• 代入演算子のオペランドが評価される順序。(6.5.16)
• ビットフィールドを保持するために割り付けられるアドレス付け可能な記憶域単位の境界調整。(6.7.2.1)
• インライン関数の呼出しでインライン定義を使うか、または外部定義を使うか。(6.7.4)
• 配列の大きさを指定する式がsizeof演算子のオペランドの一部で、その式の値を変更しても演算子の結果に影響を与えない場合、その式を評価するかどうか。(6.7.5.2)
• 初期化子並びの式中で副作用の発生する順序。評価の順序が部分オブジェクトを初期化する順序と同じである必要もない。(6.7.8)
• 関数の仮引数のための記憶域の配置。(6.9.1)
• When fully expanded macro replacement list contains a function-like macro name as its last preprocessing token and the next preprocessing token from the source file is a (, and the fully expanded replacement of that macro ends with the name of the first macro and the next preprocessing token from the source file is again a (, whether that is considered a nested replacement (6.10.3)
• マクロ置換中に#演算子と##演算子が評価される順序。(6.10.3.2, 6.10.3.3)
• errnoをマクロとするか、外部結合で宣言された識別子とするか。(7.5)
• FENV_ACCESS“オフ”で翻訳されたプログラムの部分から、FENV_ACCESS“オン”で翻訳されたプログラムの部分に実行が移る場合の浮動小数点状態フラグの状態。浮動小数点制御モードは既定の設定をもつ。(7.6.1)
• feraiseexcept関数が指定された浮動小数点例外を生成する順序。F.7.6での規定は除く。(7.6.2.3)
• math_errhandlingをマクロとするか、又は外部結合をもつ識別子とするか。(7.12)
• frexp関数群の第1引数が浮動小数点数でない場合。(7.12.6.4)
• lrint関数群及びllrint関数群、lround関数群及びllround関数群に関して、丸めた値が返却値の型の範囲外の場合の結果の値。(7.12.9.5, 7.12.9.7, F.9.6.5)
• setjmpをマクロとするか、外部結合をもつ識別子とするか。(7.13)
• va_copy及びva_endをマクロとするか、又は外部結合をもつ識別子とするか。(7.15.1)
• 正規化されていない浮動小数点数がa変換指定子又はA変換指定子で出力された時の小数点文字の前の16進数字。(7.19.6.1, 7.24.2.1)
• ungetc関数の呼出しが成功してからすべての押し戻された文字を読み取るか捨てるまでの間のテキストストリームでのファイル位置表示子の値。及びungetwc関数の呼出しが成功してからすべての押し戻されたワイド文字を読み取るか捨てるまでの間のテキストストリーム又はバイナリストリームでのファイル位置表示子の値。(7.19.7.11, 7.24.3.10)
• fsetpos関数が格納する第2引数の値の詳細。(7.19.9.1)
• テキストストリームの場合に、Ftell関数によって返される値の詳細。(7.19.9.4)
• strtod, strtof, strtold, wcstod, wcstof, wcstold関数が、負符号をもつ変換対象列を直接負数に変換するか、対応する符号無しの列から変換した結果を負数化することで変換するか。(7.20.1.3, 7.24.4.1.1)
• calloc, malloc, realloc関数の連続する呼出しによって割り付けられる記憶域の順序及び隣接性。(7.20.3)
• 領域の大きさとして0バイトが要求された時のcalloc, malloc, realloc関数の呼出し成功により割り付けられる記憶域の量。(7.20.3)
• 比較関数が等しいと判断した2つの要素のどちらが、bsearch関数によって返されるか。(7.20.5.1)
• qsort関数によって整列された配列内において、比較関数が等しいと判断した2つの要素の順序。(7.20.5.2)
• time関数が返却する暦時刻の表現形式。(7.23.2.4)
• strftime関数またはwcsftime関数に指定された値が通常の値の範囲外であった時、strftime関数またはwcsftime関数が格納する文字。(7.23.3.5, 7.24.5.1)
• mbrtowc関数、wcrtomb関数、mbsrtowcs関数、wcsrtombs関数において、表現形式エラー発生後の変換状態。(7.24.6.3.2, 7.24.6.3.3, 7.24.6.4.1, 7.24.6.4.2)
• IEC 60559浮動小数点から整数への変換中に「無効」浮動小数点例外が発生した時の結果の値。(F.4)
• 非整数のIEC 60559浮動小数点の値の整数への変換が「不正確」浮動小数点例外を発生させるかどうか。(F.4)
• frexp関数群の第1引数にNaNまたは無限大が指定された場合、frexp関数群が第2引数が指すオブジェクトに格納する指数の値。(F.9.3.4)
• 丸められた値が返却値の型の範囲外であった時、lrint関数, llrint関数, lround関数, llround関数が返す結果の値。(F.9.6.5, F.9.6.7)
• IEC 60559に適合する処理系で、いくつかの数学関数に例外の値を指定した時の複素数の結果の符号。(G.6.1.1, G.6.2.2, G.6.2.3, G.6.2.4, G.6.2.5, G.6.2.6, G.6.3.1, G.6.4.2)