evaluación de cortocircuito

Aunque ANDtiene precedenciaOR en muchos lenguajes, esta no es una propiedad universal de la evaluación de cortocircuito. Un ejemplo de los dos operadores que tienen la misma precedencia y son asociativos por la izquierda es la sintaxis de la lista de comandos del shell POSIX . ^{[ 2 ] : §2.9.3}

El siguiente evaluador simple de izquierda a derecha impone una precedencia de ANDsobre ORmediante un continue:

función short-circuit-eval ( operadores , valores ) sea resultado := Verdadero para cada ( op , val ) en ( operadores , valores ): si op = "AND" && resultado = Falso continuar sino si op = "OR" && resultado = Verdadero devolver resultado sino resultado := val devolver resultado

La lógica de cortocircuito, con o sin efectos secundarios, se ha formalizado basándose en la condicional de Hoare . Como resultado, se pueden definir operadores sin cortocircuito a partir de la lógica de cortocircuito para que tengan la misma secuencia de evaluación. ^{[ 3 ]}

&Los operadores condicionales y lógicos |son operadores bit a bit que se encuentran en muchos lenguajes de programación. La principal diferencia radica en que los operadores bit a bit operan sobre los bits individuales de un número binario, mientras que los operadores condicionales operan sobre operaciones lógicas. Además, las expresiones a ambos lados de un operador bit a bit siempre se evalúan. En algunos lenguajes, como Java y C# , se pueden usar con operandos booleanos para forzar la evaluación de ambos lados.

si ( expresión1 || expresión2 || expresión3 )

Si la expresión 1 es verdadera, las expresiones 2 y 3 no se comprueban.

si ( expresión1 | expresión2 | expresión3 )

Esto comprueba las expresiones 2 y 3, incluso si la expresión 1 es verdadera.

Los operadores de cortocircuito pueden, por lo tanto, reducir los tiempos de ejecución al evitar cálculos innecesarios. También pueden evitar excepciones de valor nulo cuando la expresión 1 comprueba si un objeto es válido.

Ejemplo habitual, utilizando un lenguaje basado en C :

int denominador = 0 ; if ( denom != 0 && num / denominador ) { ... // garantiza que el cálculo de num/denom nunca produzca un error de división por cero }

Consideremos el siguiente ejemplo:

int a = 0 ; if ( a != 0 && myfunc ( b )) { hacerAlgo (); }

En este ejemplo, la evaluación de cortocircuito garantiza que myfunc(b)nunca se llame. Esto se debe a que se evalúa como falso . Esta característica permite dos construcciones de programación útiles.a != 0

1. Si la primera subexpresión comprueba si se necesita un cálculo costoso y la comprobación resulta falsa , se puede eliminar el cálculo costoso en el segundo argumento.
2. Permite una estructura en la que la primera expresión garantiza una condición sin la cual la segunda expresión puede causar un error en tiempo de ejecución .

Ambos casos se ilustran en el siguiente fragmento de código C, donde la evaluación mínima evita tanto la desreferenciación de punteros nulos como las búsquedas excesivas de memoria:

bool isFirstCharValidAlphaUnsafe ( const char * p ) { return isalpha ( p [ 0 ]); // Es muy probable que se produzca un error de segmentación con p == NULL }bool isFirstCharValidAlpha ( const char * p ) { return p != NULL && isalpha ( p [ 0 ]); // 1) no se ejecuta isalpha() innecesariamente con p == NULL, 2) no hay riesgo de SEGFAULT }

Dado que la evaluación mínima forma parte de la definición semántica de un operador y no es una optimización opcional , varios modismos de codificación se basan en ella como una construcción condicional concisa. Algunos ejemplos son:

Modismos de Perl :

alguna_condición o morir ; # Abortar la ejecución si alguna_condición es falsa alguna_condición y morir ; # Abortar la ejecución si alguna_condición es verdadera

Modismos de shell POSIX : ^{[ 11 ]}

modprobe -q some_module && echo "some_module instalado" || echo "some_module no instalado"

Este modismo presupone que echono puede fallar.

A pesar de estos beneficios, una evaluación mínima puede causar problemas a los programadores que no se dan cuenta (o se olvidan) de que está ocurriendo. Por ejemplo, en el código

if ( expresiónA && myFunc ( b )) { hacerAlgo (); }

Si myFunc(b)se supone que debe realizar alguna operación requerida independientemente de si doSomething()se ejecuta, como asignar recursos del sistema, y expressionA​​se evalúa como falso, entonces myFunc(b)no se ejecutará, lo que podría causar problemas. Algunos lenguajes de programación, como Java , tienen dos operadores, uno que emplea una evaluación mínima y otro que no, para evitar este problema.

Los problemas con las sentencias de efectos secundarios no ejecutadas se pueden resolver fácilmente con un estilo de programación adecuado, es decir, no utilizando efectos secundarios en sentencias booleanas, ya que el uso de valores con efectos secundarios en las evaluaciones tiende a hacer que el código sea opaco y propenso a errores. ^{[ 12 ]}

Los cortocircuitos pueden provocar errores en la predicción de bifurcaciones en las unidades centrales de procesamiento (CPU) modernas y reducir drásticamente el rendimiento; ejemplos notables incluyen intersecciones de rayos altamente optimizadas en el trazado de rayos . ^{[ 13 ]} Algunos compiladores pueden detectar estos casos y generar código más rápido, pero la semántica del lenguaje de programación puede limitar dichas optimizaciones.

Un ejemplo de un compilador incapaz de optimizar para tal caso es la máquina virtual (VM) Hotspot de Java a partir de 2012. ^{[ 14 ]}