发表于 2019-08-29 15:08:55   |   已被 访问: 321 次   |   分类于:   C语言   |   暂无评论

昨天浏览外文论坛帖子，发现一个有趣的问题。这个问题产生的原因是程序员编写C语言代码不规范造成的，这也是很多初学者容易犯的错——只关注核心功能，而不关注细节。问题是这样的：

小明在源文件 f1.c 里定义了一个布尔函数，相关的C语言代码是下面这样的：

#include <stdbool.h>

bool f1()
{
    int var1 = 1000;
    int var2 = 2000;
    int var3 = var1 + var2;
    return (var3 == 0) ? true : false;
}

显然，函数 f1() 执行后，变量 var3 的值等于 3000，因此必定会返回 false。但是小明在 main.c 文件里编写 main() 函数调用 f1() 后，发现结果似乎有些奇怪，main() 函数的C语言代码如下：

#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>

int main()
{
    printf( f1() == true ? "true\n" : "false\n");
    if( f1() )
    {
        printf("executed\n");
    }
    return 0;
}

按理说，既然 f1() 函数总是返回 false，上述 main() 函数被编译执行后，应该只会输出“false”才对，但是小明得到的实际执行结果却是下面这样的：

$ gcc main.c f1.c -o test
$ ./test
false
executed

这是怎么回事呢？小明使用的编译器版本为 gcc (Ubuntu 4.9.2-10ubuntu13) 4.9.2。

仔细观察小明的编译命令gcc main.c f1.c -o test，应该能够发现他并没有指定任何别的编译选项，因此 gcc 编译器默认实现的是 1990 年（很老了）的 C90 标准。

C90 标准在处理C语言代码时，有一个主要缺点就是：如果某段C语言代码调用函数时，程序员未能实现指定被调用函数原型，那么将使用默认的函数原型，即默认被调用函数的原型为：

int func();

也即默认被调用函数可以接收任意多的参数，并且返回值类型为 int。这样的默认规则在处理函数返回值时可能会有一个转换过程（当被调用函数原型返回值不是 int 类型时），但是它并不会修改实际的函数实现。

现在小明遇到的问题就清楚了：f1() 函数原本的返回值类型为 bool 型，但是他在编写 main() 函数时，并未事先指定 f1() 函数的原型，因此编译器默认将其当作是 int 返回值类型了。

而 bool 型和 int 型的 size 并不一致，所以小明编写的C语言程序行为就属于“未定义”的了。出现什么样的结果都是不足为奇的、

能够看出，C90 标准在遇到未知函数原型时，会默认将其当做 int func(); 原型的特性其实是一种危险的特性，因此，从 C99 标准开始，这样的特性就被禁止了。

但是不幸的是，知道 5.x.x 版本的 gcc 默认属性仍然是较老的 C90 标准，这可能是为了兼容之前的C语言代码。要解决小明遇到的问题也是简单的，只需要告诉 gcc 编译器希望使用的标准就可以了。例如：

gcc -std=c11 -pedantic-errors -Wall -Wextra

• -std=c11 用于告诉编译器遵循 C11 标准。
• -pedantic-errors 告诉编译器全心全意的编译C语言代码，一旦发现错误就给出错误提示。
• -Wall 可以尽可能的让编译器发现一些不规范的代码，并给出相应的警告提示。
• -Wextra 类似于 -Wall 选项，它能够让编译器发现更多不规范的代码。

使用上述命令编译小明的C语言代码，应该会发现此时编译器不再能够完成编译了，而是给出了错误提示：“implicit declaration of function ‘f1’”：

此时，编译器不再“猜测”f1() 函数的原型，而是强制我们在调用函数前指定其原型。因此对小明的C语言代码稍作修改，如下：

此时再编译执行，发现一起符合预期了：

# gcc -std=c11 -pedantic-errors -Wall -Wextra main.c f1.c -o test
# ./test 
false

很多C语言初学者觉得细节不重要，重要的是核心算法或者代码，这样的心态其实很危险，很容易写出难以捉摸的程序，本节就是一个例子。事实上，越是初学者就越应该严格遵守规范，这样才能尽可能的避免出现奇怪的，难以捉摸的结果，打击自己的学习信心。