解讀C語言非void函數卻沒有return會怎麼樣

2023-02-25 06:01:01

問題引出

前幾天學習棧，寫了一個建立棧的函數

typedef struct{
    int data[STACKSIZE];
    int top;
}stack, *Stack;Stack NewStack(void){
    Stack s = (Stack)malloc(sizeof(stack));
    s->top = -1;
}

程式碼的作用很簡單, 就是動態分配一個棧變數的記憶體, 並將其指標返回; 很顯然的是在函數NewStack中少了一句return s;。

令人奇怪的是我直到最後才偶然發現這個錯誤，因為這個函數在整個程式碼執行中都是正常的，並沒有發生錯誤。

這裡先下一個結論， NewStack正確的將s的值返回了，具體為什麼先按下不表。

問題繼續深入

再來看這樣一個函數

int max(int x, int y){
    int max;
    if(x >= y){
        max = x;
    }
    else{
        max = y;
    }
}

程式碼的作用一目瞭然，但缺失了return max;, 這個函數返回什麼呢？

執行結果如下

兩次函數呼叫都返回了正確的最大值，為什麼呢？

莫非是編譯器已經智慧到能猜出使用者的想法，或是因為max是該函數棧中唯一一個使用者定義的變數，總之，是不是max被返回了呢？

int max(int x, int y){
    int max;
    if(x >= y){
        max = x;
    }
    else{
        max = y;
    }
    max = 1000;
}

我們在末尾加上一句max = 1000;, 驗證一下返回值究竟是不是max的值。

執行結果如下

顯然這裡並不是簡單的返回了max的值。

我們再在末尾加一句max = x時

執行結果如下

可以看到返回值始終是x的值。

所以

max = 1000;——沒有改變返回值
max = x;——改變了返回值

答案揭曉

讓我們來看看stackflow上的一段解答

大意就是在某些系統、某些編譯器下(windows, gcc)，如果一個非void函數沒有返回值，系統會自動幫你返回eax暫存器中的值，在這裡表現為最後一個表示式的值。

對max函數進行反組合，

可以發現，在諸如x >= y, max = x:這樣的涉及至少兩個變數的語句都使用了eax暫存器，因而改變的eax暫存器中的值；而max = 1000則沒有，因為max = 1000只對一塊記憶體進行操作，根本不需要用到暫存器。

諸如max = x;這樣的語句，記憶體中的實現大概就是，將x的值移動到eax暫存器，再將eax中的值移動到max（因為暫存器的存取速度遠高於記憶體）。

除此之外， eax暫存器也會用在儲存函數的返回值上。

如我們在函數末尾加一個函數呼叫。

返回值始終是max函數內呼叫的f函數的返回值。

結論

在windows、gcc環境下，若非void函數無返回值，系統會自動的返回當時eax暫存器中的值，通常表現為函數中最後一條語句（兩個變數以上)或函數呼叫的值。

在其它的C編譯器下，返回值可能會是某個固定的值，也可能是隨機值。

C編譯器對這一問題的處理能很好的反映C對使用者的信任與包容，在其它語言上這種情況一般是會報錯的，而在C中甚至連警告都沒有。

C總是傾向於認為使用者的做法有他自己的道理，但更多情況下沒人會去利用如此的特性，只是單純的疏忽。

那我們該怎麼去避免這樣的錯誤呢？

只需要在編譯器選項中加上一條指令Wreturn-type, 再發生這種情況的時候gcc編譯器就會給我們一個提醒了。

最後

以上為個人經驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支援it145.com。

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