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ISO 2020 — All rights reserved
ISO/IEC JTC1 SC22 WG21 N 4860
Date: 2020-03-31
ISO/IEC DIS 14882
ISO/IEC JTC1 SC22
Secretariat: ANSI
Programming Languages — C
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Langages de programmation — C
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Document type: International Standard
Document stage: (40) Enquiry
Document Language: E
ISO/IEC JTC1 SC22 WG21 N4860
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Contents
Foreword x
1 Scope 1
2 Normative references 2
3 Terms and definitions 3
4 General principles 7
4.1 Implementation compliance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4.2 Structure of this document . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
4.3 Syntax notation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
4.4 Acknowledgments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
5 Lexical conventions 10
5.1 Separate translation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
5.2 Phases of translation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
5.3 Character sets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
5.4 Preprocessing tokens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
5.5 Alternative tokens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
5.6 Tokens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
5.7 Comments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
5.8 Header names . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
5.9 Preprocessing numbers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
5.10 Identifiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
5.11 Keywords . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
5.12 Operators and punctuators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
5.13 Literals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
6 Basics 26
6.1 Preamble . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
6.2 Declarations and definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
6.3 One-definition rule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
6.4 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
6.5 Name lookup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
6.6 Program and linkage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
6.7 Memory and objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
6.8 Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
6.9 Program execution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
7 Expressions 86
7.1 Preamble . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
7.2 Properties of expressions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
7.3 Standard conversions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
7.4 Usual arithmetic conversions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
7.5 Primary expressions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
7.6 Compound expressions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
7.7 Constant expressions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
8 Statements 146
8.1 Preamble . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
8.2 Labeled statement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
8.3 Expression statement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
8.4 Compound statement or block . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
8.5 Selection statements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
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8.6 Iteration statements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
8.7 Jump statements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
8.8 Declaration statement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
8.9 Ambiguity resolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
9 Declarations 156
9.1 Preamble . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
9.2 Specifiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
9.3 Declarators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
9.4 Initializers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
9.5 Function definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
9.6 Structured binding declarations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
9.7 Enumerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
9.8 Namespaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
9.9 The using declaration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
9.10 The asm declaration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
9.11 Linkage specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
9.12 Attributes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
10 Modules 236
10.1 Module units and purviews . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
10.2 Export declaration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
10.3 Import declaration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
10.4 Global module fragment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
10.5 Private module fragment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
10.6 Instantiation context . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
10.7 Reachability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
11 Classes 247
11.1 Preamble . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
11.2 Properties of classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
11.3 Class names . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
11.4 Class members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
11.5 Unions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
11.6 Local class declarations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
11.7 Derived classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
11.8 Member name lookup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
11.9 Member access control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285
11.10 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
11.11 Comparisons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
11.12 Free store . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
12 Overloading 311
12.1 Preamble . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311
12.2 Overloadable declarations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311
12.3 Declaration matching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313
12.4 Overload resolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
12.5 Address of overloaded function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337
12.6 Overloaded operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338
12.7 Built-in operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341
12.8 User-defined literals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344
13 Templates 346
13.1 Preamble . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346
13.2 Template parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
13.3 Names of template specializations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351
13.4 Template arguments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
13.5 Template constraints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359
13.6 Type equivalence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364
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13.7 Template declarations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364
13.8 Name resolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385
13.9 Template instantiation and specialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401
13.10 Function template specializations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413
14 Exception handling 433
14.1 Preamble . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433
14.2 Throwing an exception . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 434
14.3 Constructors and destructors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435
14.4 Handling an exception . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 436
14.5 Exception specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437
14.6 Special functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 440
15 Preprocessing directives 442
15.1 Preamble . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442
15.2 Conditional inclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444
15.3 Source file inclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 446
15.4 Module directive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447
15.5 Header unit importation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447
15.6 Macro replacement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449
15.7 Line control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454
15.8 Error directive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454
15.9 Pragma directive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454
15.10 Null directive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455
15.11 Predefined macro names . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455
15.12 Pragma operator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457
16 Library introduction 458
16.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 458
16.2 The C standard library . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459
16.3 Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459
16.4 Method of description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462
16.5 Library-wide requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 468
17 Language support library 488
17.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 488
17.2 Common definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 488
17.3 Implementation properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492
17.4 Integer types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502
17.5 Startup and termination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503
17.6 Dynamic memory management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 504
17.7 Type identification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 511
17.8 Source location . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 513
17.9 Exception handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 515
17.10 Initializer lists . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 519
17.11 Comparisons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 520
17.12 Coroutines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 527
17.13 Other runtime support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 532
18 Concepts library 534
18.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 534
18.2 Equality preservation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 534
18.3 Header <concepts> synopsis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 535
18.4 Language-related concepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 537
18.5 Comparison concepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 542
18.6 Object concepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 545
18.7 Callable concepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 545
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