เหตุใดการไหลออกจากจุดสิ้นสุดของฟังก์ชันที่ไม่ใช่โมฆะโดยไม่ส่งคืนค่าไม่ทำให้เกิดข้อผิดพลาดของคอมไพเลอร์

นับตั้งแต่ฉันรู้มาหลายปีแล้วว่าสิ่งนี้ไม่ได้สร้างข้อผิดพลาดตามค่าเริ่มต้น (อย่างน้อยใน GCC) ฉันสงสัยอยู่เสมอว่าเพราะอะไร

ฉันเข้าใจว่าคุณสามารถออกธงคอมไพเลอร์เพื่อสร้างคำเตือน แต่มันควรจะเป็นข้อผิดพลาดหรือไม่? ทำไมมันจึงสมเหตุสมผลสำหรับฟังก์ชั่นที่ไม่ใช่โมฆะไม่คืนค่าที่ถูกต้อง?

ตัวอย่างตามที่ร้องขอในความคิดเห็น:

#include <stdio.h>
int stringSize()
{
}

int main()
{
    char cstring[5];
    printf( "the last char is: %c\n", cstring[stringSize()-1] ); 
    return 0;
}

... คอมไพล์

มาตรฐาน C99 และ C ++ ไม่ต้องการฟังก์ชันเพื่อคืนค่า คำสั่ง return ที่หายไปในฟังก์ชั่นคืนค่าจะถูกกำหนด (เพื่อส่งคืน0) เฉพาะในmainฟังก์ชั่น

เหตุผลรวมถึงการตรวจสอบว่าทุกเส้นทางรหัสคืนค่าค่อนข้างยากและค่าตอบแทนสามารถตั้งค่าด้วยแอสเซมบลีที่ฝังตัวหรือวิธีการที่ยุ่งยากอื่น ๆ

จากC ++ 11ฉบับร่าง:

§ 6.6.3 / 2

การไหลออกจากจุดสิ้นสุดของฟังก์ชั่น [... ] ส่งผลให้เกิดพฤติกรรมที่ไม่ได้กำหนดในฟังก์ชั่นการคืนค่า

§ 3.6.1 / 5

หากการควบคุมมาถึงจุดสิ้นสุดmainโดยไม่ต้องเผชิญกับreturn คำสั่งผลกระทบก็คือการดำเนินการ

return 0;

โปรดทราบว่าพฤติกรรมที่อธิบายใน C ++ 6.6.3 / 2 ไม่เหมือนกันใน C

gcc จะให้คำเตือนถ้าคุณเรียกมันด้วยตัวเลือก -Wreturn-type

- ประเภทเตือนกลับเมื่อใดก็ตามที่ฟังก์ชั่นที่ถูกกำหนดด้วยผลตอบแทนประเภทที่เริ่มต้นที่ int เตือนเกี่ยวกับคำสั่ง return ใด ๆ ที่ไม่มี return-value ในฟังก์ชั่นที่ return-type นั้นไม่ถือเป็นโมฆะ (การตกลงไปที่ท้ายฟังก์ชั่น body นั้นถือว่าคืนค่าโดยไม่มีค่า) และเกี่ยวกับ statement return ที่มี expression ในฟังก์ชัน return-type เป็นโมฆะ

คำเตือนนี้เปิดใช้งานโดย-Wall

เช่นเดียวกับความอยากรู้ให้ดูว่ารหัสนี้ทำอะไร:

#include <iostream>

int foo() {
   int a = 5;
   int b = a + 1;
}

int main() { std::cout << foo() << std::endl; } // may print 6

รหัสนี้มีพฤติกรรมที่ไม่ได้กำหนดอย่างเป็นทางการและในทางปฏิบัติมันเรียกประชุมและขึ้นอยู่กับสถาปัตยกรรม บนระบบหนึ่งระบบที่มีคอมไพเลอร์ตัวเดียวค่าส่งคืนคือผลลัพธ์ของการประเมินผลนิพจน์ล่าสุดที่เก็บไว้ในeaxรีจิสเตอร์ของโปรเซสเซอร์ของระบบนั้น

gcc ไม่ได้โดยค่าเริ่มต้นตรวจสอบว่าเส้นทางของรหัสทั้งหมดส่งคืนค่าเพราะโดยทั่วไปไม่สามารถทำได้ ถือว่าคุณรู้ว่าคุณกำลังทำอะไรอยู่ ลองพิจารณาตัวอย่างทั่วไปโดยใช้การแจกแจง:

Color getColor(Suit suit) {
    switch (suit) {
        case HEARTS: case DIAMONDS: return RED;
        case SPADES: case CLUBS:    return BLACK;
    }

    // Error, no return?
}

คุณโปรแกรมเมอร์รู้ดีว่าถ้าไม่นับบั๊กวิธีนี้จะส่งคืนสีเสมอ gcc วางใจว่าคุณรู้ว่าคุณกำลังทำอะไรอยู่มันไม่ได้บังคับให้คุณใส่ผลตอบแทนที่ด้านล่างของฟังก์ชั่น

ในทางกลับกัน javac พยายามที่จะตรวจสอบว่าเส้นทางของรหัสทั้งหมดคืนค่าและส่งข้อผิดพลาดหากไม่สามารถพิสูจน์ได้ว่าพวกเขาทำทั้งหมด ข้อผิดพลาดนี้ได้รับคำสั่งจากข้อกำหนดภาษาจาวา โปรดทราบว่าบางครั้งมันผิดและคุณต้องใส่คำสั่งส่งคืนที่ไม่จำเป็น

char getChoice() {
    int ch = read();

    if (ch == -1 || ch == 'q') {
        System.exit(0);
    }
    else {
        return (char) ch;
    }

    // Cannot reach here, but still an error.
}

มันเป็นความแตกต่างทางปรัชญา C และ C ++ เป็นภาษาที่อนุญาตและเชื่อถือได้มากกว่า Java หรือ C # ดังนั้นข้อผิดพลาดบางอย่างในภาษาที่ใหม่กว่าคือคำเตือนใน C / C ++ และคำเตือนบางอย่างจะถูกละเว้นหรือปิดโดยปริยาย

คุณหมายถึงเหตุใดการไหลออกจากจุดสิ้นสุดของฟังก์ชันการส่งคืนค่า (เช่นการออกโดยไม่มีชัดแจ้งreturn) ไม่ใช่ข้อผิดพลาด

ประการแรกใน C ว่าฟังก์ชั่นส่งคืนสิ่งที่มีความหมายหรือไม่เป็นสิ่งสำคัญเฉพาะเมื่อรันโค้ดใช้ค่าที่ส่งคืนจริง ๆ บางทีภาษาอาจไม่ต้องการบังคับให้คุณส่งคืนสิ่งใดเมื่อคุณรู้ว่าคุณไม่ได้ใช้มันเป็นส่วนใหญ่

ประการที่สองเห็นได้ชัดว่าข้อกำหนดทางภาษาไม่ต้องการบังคับให้ผู้เขียนคอมไพเลอร์ตรวจสอบและตรวจสอบเส้นทางการควบคุมที่เป็นไปได้ทั้งหมดสำหรับการมีอยู่ของความชัดเจนreturn(แม้ว่าในหลายกรณีการทำเช่นนี้ไม่ยาก นอกจากนี้บางเส้นทางการควบคุมอาจนำไปสู่ฟังก์ชั่นที่ไม่ส่งคืนซึ่งเป็นลักษณะที่โดยทั่วไปจะไม่รู้จักคอมไพเลอร์ เส้นทางดังกล่าวอาจกลายเป็นแหล่งของผลบวกปลอมที่น่ารำคาญ

โปรดทราบว่า C และ C ++ แตกต่างกันในคำจำกัดความของพฤติกรรมในกรณีนี้ ใน C ++ เพียงไหลออกจากจุดสิ้นสุดของฟังก์ชั่นการส่งกลับค่าเป็นพฤติกรรมที่ไม่ได้กำหนดเสมอ ใน C ทำให้เกิดพฤติกรรมที่ไม่ได้กำหนดเฉพาะในกรณีที่รหัสโทรพยายามใช้ค่าที่ส่งคืน

มันถูกกฎหมายภายใต้ C / C ++ ที่จะไม่ส่งคืนจากฟังก์ชันที่อ้างว่าส่งคืนบางสิ่ง มีหลายกรณีการใช้งานเช่นการโทรexit(-1)หรือฟังก์ชั่นที่เรียกมันหรือส่งข้อยกเว้น

คอมไพเลอร์จะไม่ปฏิเสธกฎหมาย C ++ แม้ว่าจะนำไปสู่ ​​UB หากคุณไม่ขอ โดยเฉพาะอย่างยิ่งคุณกำลังขอไม่มีคำเตือนการสร้าง(Gcc ยังคงเปิดบางอย่างโดยค่าเริ่มต้น แต่เมื่อเพิ่มเหล่านั้นดูเหมือนจะสอดคล้องกับคุณสมบัติใหม่ไม่ใช่คำเตือนใหม่สำหรับคุณสมบัติเก่า)

การเปลี่ยน no-arg gcc เริ่มต้นเพื่อส่งคำเตือนบางอย่างอาจเป็นการเปลี่ยนแปลงที่ไม่สมบูรณ์สำหรับสคริปต์ที่มีอยู่หรือสร้างระบบ คนที่ออกแบบมาอย่างดีทั้ง-Wallดีและจัดการกับคำเตือนหรือสลับคำเตือนของแต่ละบุคคล

การเรียนรู้ที่จะใช้โซ่เครื่องมือ C ++ เป็นอุปสรรคต่อการเรียนรู้ที่จะเป็นโปรแกรมเมอร์ C ++ แต่โซ่เครื่องมือ C ++ นั้นมักจะถูกเขียนโดยและสำหรับผู้เชี่ยวชาญ

ฉันเชื่อว่านี่เป็นเพราะรหัสดั้งเดิม (C ไม่จำเป็นต้องมีคำสั่ง return เช่น C ++) อาจมีรหัสฐานขนาดใหญ่ที่ต้องอาศัย "ฟีเจอร์" นั้น แต่อย่างน้อยก็มี-Werror=return-type แฟล็กสำหรับคอมไพเลอร์หลายตัว (รวมถึง gcc และ clang)

ในบางกรณีที่ จำกัด และเกิดขึ้นไม่บ่อยการไหลออกจากจุดสิ้นสุดของฟังก์ชั่นที่ไม่เป็นโมฆะโดยไม่ส่งคืนค่าอาจมีประโยชน์ ชอบรหัสเฉพาะ MSVC ต่อไปนี้:

double pi()
{
    __asm fldpi
}

ฟังก์ชันนี้คืนค่า pi โดยใช้ชุดประกอบ x86 ต่างจากแอสเซมบลีใน GCC ฉันรู้ว่าไม่มีวิธีใช้returnในการทำสิ่งนี้โดยไม่เกี่ยวข้องกับค่าใช้จ่ายในผลลัพธ์

เท่าที่ฉันรู้คอมไพเลอร์ C ++ หลักควรปล่อยอย่างน้อยคำเตือนสำหรับรหัสที่ไม่ถูกต้อง ถ้าฉันทำร่างกายของpi()ว่างเปล่า GCC / Clang จะรายงานคำเตือนและ MSVC จะรายงานข้อผิดพลาด

คนพูดถึงข้อยกเว้นและexitในบางคำตอบ นั่นไม่ใช่เหตุผลที่ถูกต้อง การโยนข้อยกเว้นหรือการโทรexitจะไม่ทำให้การดำเนินการของฟังก์ชันสิ้นสุดลง และคอมไพเลอร์ก็รู้ว่าการเขียนคำสั่ง Throw หรือการเรียกexitในเนื้อความว่างเปล่าของpi()จะหยุดคำเตือนหรือข้อผิดพลาดใด ๆ จากคอมไพเลอร์

ภายใต้สถานการณ์ใดที่ไม่ได้เกิดข้อผิดพลาด หากมันประกาศประเภทส่งคืนและไม่ส่งคืนสิ่งใดสิ่งหนึ่งดูเหมือนว่าเป็นข้อผิดพลาดให้ฉัน

ข้อยกเว้นเดียวที่ฉันคิดได้ก็คือmain()ฟังก์ชั่นซึ่งไม่ต้องการreturnคำสั่งเลย (อย่างน้อยใน C ++; ฉันไม่มีมาตรฐาน C อย่างใดอย่างหนึ่งที่มีประโยชน์) หากไม่มีการคืนก็จะทำราวกับว่าreturn 0;เป็นคำสั่งสุดท้าย

ดูเหมือนคุณจะต้องเปิดการเตือนคอมไพเลอร์ของคุณ:

$ gcc -Wall -Wextra -Werror -x c -
int main(void) { return; }
cc1: warnings being treated as errors
<stdin>: In function ‘main’:
<stdin>:1: warning: ‘return’ with no value, in function returning non-void
<stdin>:1: warning: control reaches end of non-void function
$

เป็นการละเมิดข้อ จำกัด ใน c99 แต่ไม่ใช่ใน c89 คมชัด:

c89:

3.6.6.4 The returnข้อความ

ข้อ จำกัด

คำสั่งที่มีการแสดงออกจะไม่ปรากฏในฟังก์ชั่นที่มีผลตอบแทนประเภทคือreturnvoid

c99:

6.8.6.4 returnคำแถลง

ข้อ จำกัด

คำสั่งที่มีการแสดงออกจะไม่ปรากฏในฟังก์ชั่นที่มีผลตอบแทนประเภทคือreturn คำสั่งโดยไม่แสดงออกเท่านั้นจะปรากฏในฟังก์ชั่นที่มีผลตอบแทนประเภทคือvoidreturnvoid

แม้อยู่ใน--std=c99โหมด gcc จะทำการเตือนเท่านั้น (แม้ว่าจะไม่จำเป็นต้องเปิดใช้งานการตั้ง-Wค่าสถานะเพิ่มเติมตามที่ต้องการโดยค่าเริ่มต้นหรือใน c89 / 90)

แก้ไขเพื่อเพิ่มสิ่งนั้นใน c89 "การเข้าถึง}ฟังก์ชันนั้นจะยุติลงเทียบเท่ากับการดำเนินการ areturnคำสั่งโดยไม่มีการแสดงออก" (3.6.6.4) อย่างไรก็ตามใน c99 พฤติกรรมไม่ได้กำหนด (6.9.1)