WorkingDraft,StandardforProgrammingLanguageC++,N3242,2011-02-28

ProgrammingLanguage

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Document Number: N3242=11-0012

Date: 2011-02-28

Revises: N3225

Reply to: Pete Becker

Roundhouse Consulting, Ltd.

pete@versatilecoding.com

Working Draft, Standard for Programming

Language C

Note: this is an early draft. It’ s known to be incomplet and incorrekt, and it has lots of bad

formatti

ISO/IEC N3242=11-0012

Contents

Contents ii

List of Tables x

List of Figures xiv

1 General 1

1.1 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1.2 Normative references . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1.3 Terms and deﬁnitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

1.4 Implementation compliance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1.5 Structure of this International Standard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

1.6 Syntax notation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

1.7 The C

memory model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

1.8 The C

object model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

1.9 Program execution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

1.10 Multi-threaded executions and data races . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

1.11 Acknowledgments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2 Lexical conventions 17

2.1 Separate translation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2.2 Phases of translation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2.3 Character sets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

2.4 Trigraph sequences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

2.5 Preprocessing tokens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

2.6 Alternative tokens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

2.7 Tokens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

2.8 Comments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

2.9 Header names . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

2.10 Preprocessing numbers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

2.11 Identiﬁers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

2.12 Keywords . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

2.13 Operators and punctuators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

2.14 Literals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

3 Basic concepts 34

3.1 Declarations and deﬁnitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

3.2 One deﬁnition rule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

3.3 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

3.4 Name lookup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

3.5 Program and linkage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

3.6 Start and termination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

3.7 Storage duration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

3.8 Object lifetime . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

3.9 Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

3.10 Lvalues and rvalues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

Contents ii

ISO/IEC N3242=11-0012

3.11 Alignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

4 Standard conversions 81

4.1 Lvalue-to-rvalue conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

4.2 Array-to-pointer conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

4.3 Function-to-pointer conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

4.4 Qualiﬁcation conversions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

4.5 Integral promotions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

4.6 Floating point promotion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

4.7 Integral conversions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

4.8 Floating point conversions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

4.9 Floating-integral conversions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

4.10 Pointer conversions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

4.11 Pointer to member conversions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

4.12 Boolean conversions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

4.13 Integer conversion rank . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

5 Expressions 87

5.1 Primary expressions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

5.2 Postﬁx expressions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

5.3 Unary expressions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

5.4 Explicit type conversion (cast notation) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116

5.5 Pointer-to-member operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

5.6 Multiplicative operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118

5.7 Additive op erators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118

5.8 Shift operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

5.9 Relational operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

5.10 Equality operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

5.11 Bitwise AND operator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122

5.12 Bitwise exclusive OR operator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122

5.13 Bitwise inclusive OR operator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122

5.14 Logical AND operator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122

5.15 Logical OR operator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123

5.16 Conditional operator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123

5.17 Assignment and compound assignment operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124

5.18 Comma operator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

5.19 Constant expressions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126

6 Statements 129

6.1 Labeled statement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129

6.2 Expression statement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129

6.3 Compound statement or block . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129

6.4 Selection statements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130

6.5 Iteration statements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132

6.6 Jump statements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135

6.7 Declaration statement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136

6.8 Ambiguity resolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137

7 Declarations 139

7.1 Speciﬁers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141

7.2 Enumeration declarations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155

Contents iii

ISO/IEC N3242=11-0012

7.3 Namespaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158

7.4 The asm declaration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171

7.5 Linkage speciﬁcations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171

7.6 Attributes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174

8 Declarators 180

8.1 Type names . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181

8.2 Ambiguity resolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182

8.3 Meaning of declarators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183

8.4 Function deﬁnitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196

8.5 Initializers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200

9 Classes 214

9.1 Class names . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216

9.2 Class members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218

9.3 Member functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220

9.4 Static members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223

9.5 Unions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225

9.6 Bit-ﬁelds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227

9.7 Nested class declarations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228

9.8 Local class declarations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229

9.9 Nested type names . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229

10 Derived cl asses 231

10.1 Multiple base classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233

10.2 Member name lookup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235

10.3 Virtual functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238

10.4 Abstract classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243

11 Member access control 245

11.1 Access speciﬁers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247

11.2 Accessibility of base classes and base class membe rs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248

11.3 Friends . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250

11.4 Protected member access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253

11.5 Access to virtual functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254

11.6 Multiple access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255

11.7 Nested classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255

12 Special member functions 256

12.1 Constructors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256

12.2 Temporary objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258

12.3 Conversions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261

12.4 Destructors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264

12.5 Free store . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266

12.6 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268

12.7 Construction and destruction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274

12.8 Copying and moving class objec ts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277

12.9 Inheriting constructors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284

13 Overloading 288

13.1 Overloadable declarations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288

Contents iv

ISO/IEC N3242=11-0012

13.2 Declaration matching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290

13.3 Overload resolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291

13.4 Address of overloaded function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310

13.5 Overloaded operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311

13.6 Built-in operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316

14 Templates 320

14.1 Template parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321

14.2 Names of template specializations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324

14.3 Template arguments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326

14.4 Type equivalence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332

14.5 Template declarations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333

14.6 Name resolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349

14.7 Template instantiation and specialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362

14.8 Function template specializations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373

15 Exception handling 394

15.1 Throwing an exception . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395

15.2 Constructors and destructors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 397

15.3 Handling an exception . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 397

15.4 Exception speciﬁcations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399

15.5 Special functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402

16 Preprocessing directives 405

16.1 Conditional inclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407

16.2 Source ﬁle inclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 408

16.3 Macro replacement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 409

16.4 Line control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414

16.5 Error directive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415

16.6 Pragma directive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415

16.7 Null directive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415

16.8 Predeﬁned macro names . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415

16.9 Pragma operator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417

17 Library introduction 418

17.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418

17.2 The C standard library . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419

17.3 Deﬁnitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419

17.4 Additional deﬁnitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422

17.5 Method of description (Informative) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422

17.6 Library-wide requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 428

18 Language support library 448

18.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448

18.2 Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448

18.3 Implementation properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449

18.4 Integer types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 458

18.5 Start and termination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459

18.6 Dynamic memory management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461

18.7 Type identiﬁcation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 467

18.8 Exception handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 469

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