ฟังก์ชัน C นี้ควรส่งคืนค่าเท็จเสมอ แต่ไม่เป็นเช่นนั้น

ฉันพบคำถามที่น่าสนใจในฟอรัมมานานแล้วและต้องการทราบคำตอบ

พิจารณาฟังก์ชัน C ต่อไปนี้:

f1.c

#include <stdbool.h>

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

นี้ควรกลับมาตั้งแต่false ฟังก์ชั่นมีลักษณะเช่นนี้var3 == 3000main

main.c

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

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

เนื่องจากf1()ควรกลับมาตลอดโปรแกรมfalseหนึ่งจึงคาดว่าโปรแกรมจะพิมพ์เท็จเพียงหน้าจอเดียว แต่หลังจากการรวบรวมและการทำงาน, การดำเนินการนอกจากนี้ยังจะแสดง:

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

ทำไมถึงเป็นอย่างนั้น? รหัสนี้มีพฤติกรรมที่ไม่ได้กำหนดบางอย่างหรือไม่?

หมายเหตุ: gcc (Ubuntu 4.9.2-10ubuntu13) 4.9.2ผมรวบรวมมันด้วย

ดังที่ระบุไว้ในคำตอบอื่น ๆ ปัญหาคือคุณใช้gccโดยไม่มีตัวเลือกคอมไพเลอร์ที่ตั้งค่าไว้ หากคุณทำสิ่งนี้มันจะมีค่าเริ่มต้นสำหรับสิ่งที่เรียกว่า "gnu90" ซึ่งเป็นการใช้งานที่ไม่ได้มาตรฐานของมาตรฐานเก่าที่ถอนออกจาก C90 ตั้งแต่ปี 1990

ในมาตรฐาน C90 เก่ามีข้อบกพร่องที่สำคัญในภาษา C: ถ้าคุณไม่ได้ประกาศต้นแบบก่อนที่จะใช้ฟังก์ชั่นมันจะเริ่มต้นที่int func ()(ซึ่ง( )หมายความว่า "ยอมรับพารามิเตอร์ใด ๆ ") สิ่งนี้เปลี่ยนการเรียกการประชุมของฟังก์ชั่นfuncแต่มันไม่เปลี่ยนนิยามของฟังก์ชั่นที่แท้จริง เนื่องจากขนาดboolและintแตกต่างกันรหัสของคุณจะเรียกใช้พฤติกรรมที่ไม่ได้กำหนดเมื่อเรียกใช้ฟังก์ชัน

พฤติกรรมไร้สาระที่เป็นอันตรายนี้ได้รับการแก้ไขในปี 1999 ด้วยการเปิดตัวมาตรฐาน C99 การประกาศฟังก์ชันโดยนัยถูกห้าม

น่าเสียดายที่ GCC เป็นเวอร์ชัน 5.xx ยังคงใช้มาตรฐาน C เก่าตามค่าเริ่มต้น อาจไม่มีเหตุผลว่าทำไมคุณควรรวบรวมรหัสของคุณเป็นอะไรก็ได้ยกเว้นมาตรฐาน C ดังนั้นคุณต้องบอก GCC อย่างชัดเจนว่าควรรวบรวมรหัสของคุณเป็นรหัส C ที่ทันสมัยแทนที่จะเป็นอึ GNU อายุ 25 ปีขึ้นไปที่ไม่ได้มาตรฐาน .

แก้ไขปัญหาด้วยการคอมไพล์โปรแกรมของคุณเป็น:

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

• -std=c11 บอกให้พยายามทำแบบครึ่งใจเพื่อคอมไพล์ตามมาตรฐาน C (ปัจจุบัน) (รู้จักอย่างไม่เป็นทางการว่า C11)
• -pedantic-errors บอกให้ทำอย่างเต็มที่ด้วยใจจริงและให้ข้อผิดพลาดคอมไพเลอร์เมื่อคุณเขียนรหัสที่ไม่ถูกต้องซึ่งละเมิดมาตรฐาน C
• -Wall หมายถึงให้ฉันคำเตือนพิเศษบางอย่างที่อาจจะมีดี
• -Wextra หมายถึงให้ฉันเตือนพิเศษอื่น ๆ ที่อาจจะมีดี

คุณไม่จำเป็นต้องเป็นแบบอย่างที่ดีสำหรับการประกาศf1()ใน main.c จึงถูกกำหนดโดยปริยายเป็นความหมายมันคือฟังก์ชั่นที่ใช้เวลาไม่ทราบจำนวนของการขัดแย้งและผลตอบแทนอีกด้วยint f1()int

ถ้าintและboolมีขนาดที่แตกต่างกันนี้จะส่งผลให้เกิดพฤติกรรมที่ไม่ได้กำหนด ตัวอย่างเช่นบนเครื่องของฉันintคือ 4 ไบต์และboolเป็นหนึ่งไบต์ เนื่องจากฟังก์ชันถูกกำหนดให้ส่งคืนboolมันจะวางหนึ่งไบต์บนสแต็กเมื่อส่งคืน อย่างไรก็ตามเนื่องจากมีการประกาศโดยปริยายว่าจะส่งคืนintจาก main.c ฟังก์ชันการเรียกจะพยายามอ่าน 4 ไบต์จากสแต็ก

ตัวเลือกคอมไพเลอร์เริ่มต้นใน gcc จะไม่บอกคุณว่ากำลังทำสิ่งนี้อยู่ แต่ถ้าคุณคอมไพล์ด้วย-Wall -Wextraคุณจะได้สิ่งนี้:

main.c: In function ‘main’:
main.c:6: warning: implicit declaration of function ‘f1’

ในการแก้ไขปัญหานี้ให้เพิ่มการประกาศสำหรับf1ใน main.c ก่อนmain:

bool f1(void);

โปรดทราบว่ารายการอาร์กิวเมนต์มีการตั้งค่าอย่างชัดเจนvoidซึ่งบอกคอมไพเลอร์ฟังก์ชั่นจะไม่ขัดแย้งเมื่อเทียบกับรายการพารามิเตอร์ที่ว่างเปล่าซึ่งหมายถึงจำนวนอาร์กิวเมนต์ที่ไม่รู้จัก คำจำกัดความf1ใน f1.c ควรเปลี่ยนเพื่อสะท้อนถึงสิ่งนี้

ฉันคิดว่ามันน่าสนใจที่จะเห็นว่าขนาดที่ไม่ตรงกันในคำตอบที่ยอดเยี่ยมของ Lundin เกิดขึ้นจริง

หากคุณรวบรวม--save-tempsคุณจะได้รับไฟล์ประกอบที่คุณสามารถดู นี่คือส่วนที่f1()จะทำการ== 0เปรียบเทียบและคืนค่า:

cmpl    $0, -4(%rbp)
sete    %al

sete %alส่วนที่กลับมาเป็น ใน C x 86 เรียกประชุมค่าตอบแทน 4 ไบต์หรือเล็กกว่า (ซึ่งรวมถึงintและbool) %eaxจะถูกส่งกลับผ่านการลงทะเบียน เป็นไบต์ต่ำสุดของ%al %eaxดังนั้น 3 ไบต์บนของ%eaxจะถูกปล่อยให้อยู่ในสถานะที่ไม่สามารถควบคุมได้

ตอนนี้ในmain():

call    f1
testl   %eax, %eax
je  .L2

การตรวจสอบนี้ไม่ว่าจะเป็นทั้งการ%eaxเป็นศูนย์เพราะมันคิดว่ามันเป็นทดสอบ int

การเพิ่มการประกาศฟังก์ชันที่ชัดเจนเปลี่ยนmain()ไปเป็น:

call    f1
testb   %al, %al
je  .L2

ซึ่งเป็นสิ่งที่เราต้องการ

กรุณารวบรวมด้วยคำสั่งเช่นนี้:

gcc -Wall -Wextra -Werror -std=gnu99 -o main.exe main.c

เอาท์พุท:

main.c: In function 'main':
main.c:14:5: error: implicit declaration of function 'f1' [-Werror=impl
icit-function-declaration]
     printf( f1() == true ? "true\n" : "false\n");
     ^
cc1.exe: all warnings being treated as errors

ด้วยข้อความเช่นนี้คุณควรรู้ว่าต้องทำอย่างไรเพื่อแก้ไข

แก้ไข: หลังจากอ่านความคิดเห็น (ลบแล้ว) ฉันพยายามรวบรวมรหัสของคุณโดยไม่มีการตั้งค่าสถานะ ดีนี้ทำให้ฉันไปข้อผิดพลาด linker โดยไม่มีคำเตือนของคอมไพเลอร์แทนข้อผิดพลาดของคอมไพเลอร์ และข้อผิดพลาด linker เหล่านั้นยากต่อการเข้าใจดังนั้นแม้ว่า-std-gnu99ไม่จำเป็นโปรดลองใช้ allways อย่างน้อย-Wall -Werrorมันจะช่วยให้คุณเจ็บปวดมากในตูด