未定義動作とIFNDRの一覧を規格の付録に追加 [P3596R3](C++29)

このページはC++29に採用された言語機能の変更を解説しています。

のちのC++規格でさらに変更される場合があるため関連項目を参照してください。

概要

未定義動作の規定や、不適格だが診断が要求されない (ill-formed, no diagnostic required、IFNDR) 規則は、規格の本文全体に散在しており、その全体像を把握することが難しかった。

C++29では、これらをすべて列挙する2つの付録が規格に追加される。

• Core undefined behavior : コア言語の規定で「動作は未定義」と明示されているすべてのケース（80項目）
• Ill-formed, no diagnostic required : 「診断は要求されない」とされているすべての規則（45項目）

各項目は、次の要素で構成される。

• 安定した名前（例: expr.expr.eval＝算術式の評価が未定義動作であるケース、basic.compound.invalid.pointer＝無効なポインタ値の間接参照）
• 本文の規定への相互参照（本文の該当箇所から付録の項目へもリンクされる）
• 状況の要約
• コード例

この付録は参考情報 (informative) であり、規範ではない。付録の追加によって言語の動作が変わることはなく、プログラムの正しさの調査や、処理系・検査ツールの網羅性の確認などに利用できるリファレンスを提供するものである。

また、各項目に与えられた安定した名前は、個々の未定義動作の緩和・削減を検討する取り組み（P3100など）において、問題を特定する共通の語彙としても使われる。

仕様

• 未定義動作の付録が対象とするのは、コア言語の規定（字句規則からプリプロセッサまで）で「動作は未定義」などの言い回しによって明示的に規定されている未定義動作である
  • 規格が動作を定義していないことによる暗黙の未定義動作は対象外である
  • 標準ライブラリの規定による未定義動作も対象外である
• IFNDRの付録が対象とするのは、「診断は要求されない」などの言い回しによって明示的に規定されている規則である
• どちらの付録も、本文の章構成と対応する節に分けて項目を列挙する

未定義動作の一覧

IFNDRの一覧

例

付録に列挙される未定義動作の例:

#include <climits>

int main()
{
  int n = INT_MAX;
  int m = n + 1;  // 未定義動作: 算術式の結果が表現可能な値の範囲にない
                  // 付録では expr.expr.eval という名前で列挙される

  int* p = nullptr;
  *p;             // 未定義動作: 無効なポインタ値の間接参照
                  // 付録では basic.compound.invalid.pointer という名前で列挙される
}

この機能が必要になった背景・経緯

C++のすべての未定義動作とIFNDRを一覧化する作業は、以前から有用と認識されており、P1705R1による調査の試みや、その成果を規格自体の付録として正式化する提案（P2234R0・P3075R0）が行われてきた。この付録の文言は、C++ワーキングドラフトのブランチとして共同で開発され、C++29のドラフトへ取り込まれた。

未定義動作の網羅的な一覧は、安全性への関心の高まりを受けて未定義動作を分類し緩和策を検討するP3100のような提案の基礎資料にもなっており、規格自体が一覧を保守することで、こうした取り組みが参照できる安定した共通語彙が確立された。

関連項目

• C++26 未初期化変数の読み取りをエラー性動作とする ([[indeterminate]]属性)
• C++29 浮動小数点演算のオーバーフローと無限大・NaNの扱いを明確化

参照

• P3596R3 Undefined Behavior and IFNDR Annexes
• P1705R1 Enumerating Core Undefined Behavior
  • コア言語の未定義動作を列挙する初期の調査
• P3100R2 Undefined and erroneous behaviour is a contract violation
  • 未定義動作・エラー性動作を契約違反として扱い緩和することを検討する提案