Tại sao chảy ra khỏi phần cuối của hàm không rỗng mà không trả về giá trị không tạo ra lỗi trình biên dịch?

Kể từ khi tôi nhận ra nhiều năm trước, rằng điều này không tạo ra lỗi theo mặc định (ít nhất là trong GCC), tôi luôn tự hỏi tại sao?

Tôi hiểu rằng bạn có thể đưa ra các cờ biên dịch để đưa ra cảnh báo, nhưng không phải lúc nào nó cũng là một lỗi? Tại sao nó có ý nghĩa đối với hàm không rỗng không trả về giá trị là hợp lệ?

Một ví dụ theo yêu cầu trong các ý kiến:

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

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

... biên dịch.

Các tiêu chuẩn C99 và C ++ không yêu cầu các hàm trả về giá trị. Câu lệnh trả về bị thiếu trong hàm trả về giá trị sẽ chỉ được xác định (để trả về 0) trong mainhàm.

Cơ sở lý luận bao gồm việc kiểm tra xem mọi đường dẫn mã có trả về một giá trị hay không và giá trị trả về có thể được đặt bằng trình biên dịch nhúng hoặc các phương thức phức tạp khác.

Từ dự thảo C ++ 11 :

§ 6.6.3 / 2

Việc kết thúc một hàm [...] dẫn đến hành vi không xác định trong hàm trả về giá trị.

§ 3.6.1 / 5

Nếu kiểm soát đến cuối mainmà không gặp phải một return tuyên bố, thì hiệu quả là việc thực thi

return 0;

Lưu ý rằng hành vi được mô tả trong C ++ 6.6.3 / 2 không giống với C.

gcc sẽ đưa ra cảnh báo nếu bạn gọi nó với tùy chọn -Wreturn-type.

-Wreturn-type Warn bất cứ khi nào một hàm được định nghĩa với kiểu trả về mặc định là int. Đồng thời cảnh báo về bất kỳ câu lệnh trả về nào không có giá trị trả về trong hàm có kiểu trả về không có giá trị (rơi khỏi phần cuối của thân hàm được coi là trả về không có giá trị) và về câu lệnh trả về có biểu thức trong hàm có Kiểu trả về là void.

Cảnh báo này được bật bởi -Wall .

Chỉ là một sự tò mò, hãy xem những gì mã này làm:

#include <iostream>

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

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

Mã này có hành vi chính thức không xác định và trong thực tế, nó gọi quy ước và phụ thuộc kiến trúc . Trên một hệ thống cụ thể, với một trình biên dịch cụ thể, giá trị trả về là kết quả của đánh giá biểu thức cuối cùng, được lưu trữ trong thanh eaxghi của bộ xử lý của hệ thống đó.

gcc không theo mặc định kiểm tra rằng tất cả các đường dẫn mã trả về một giá trị bởi vì nói chung điều này không thể được thực hiện. Nó giả định rằng bạn biết những gì bạn đang làm. Hãy xem xét một ví dụ phổ biến bằng cách sử dụng bảng liệt kê:

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

    // Error, no return?
}

Bạn lập trình viên biết rằng, chặn một lỗi, phương thức này luôn trả về một màu. gcc tin tưởng rằng bạn biết những gì bạn đang làm vì vậy nó không buộc bạn phải trả lại ở dưới cùng của hàm.

Mặt khác, javac cố gắng xác minh rằng tất cả các đường dẫn mã trả về một giá trị và đưa ra lỗi nếu điều đó không thể chứng minh rằng tất cả chúng đều làm như vậy. Lỗi này được quy định bởi đặc tả ngôn ngữ Java. Lưu ý rằng đôi khi nó sai và bạn phải đưa vào một tuyên bố trả lại không cần thiết.

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

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

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

Đó là một sự khác biệt triết học. C và C ++ là các ngôn ngữ dễ tin cậy và dễ tin cậy hơn Java hoặc C # và do đó, một số lỗi trong các ngôn ngữ mới hơn là cảnh báo trong C / C ++ và một số cảnh báo được bỏ qua hoặc tắt theo mặc định.

Ý bạn là, tại sao chảy ra khỏi phần cuối của hàm trả về giá trị (nghĩa là thoát mà không rõ ràng return) không phải là một lỗi?

Thứ nhất, trong C, một hàm có trả về một cái gì đó có ý nghĩa hay không chỉ quan trọng khi mã thực thi thực sự sử dụng giá trị được trả về. Có lẽ ngôn ngữ không muốn buộc bạn trả lại bất cứ điều gì khi bạn biết rằng bạn sẽ không sử dụng ngôn ngữ này trong hầu hết thời gian.

Thứ hai, rõ ràng đặc tả ngôn ngữ không muốn buộc các tác giả biên dịch phát hiện và xác minh tất cả các đường dẫn điều khiển có thể có sự hiện diện của một bản tường minh return(mặc dù trong nhiều trường hợp điều này không khó thực hiện). Ngoài ra, một số đường dẫn điều khiển có thể dẫn đến các hàm không trả về - đặc điểm thường không được trình biên dịch biết đến. Những con đường như vậy có thể trở thành một nguồn tích cực sai gây phiền nhiễu.

Cũng lưu ý rằng C và C ++ khác nhau trong định nghĩa về hành vi của họ trong trường hợp này. Trong C ++, việc kết thúc hàm trả về giá trị luôn luôn là hành vi không xác định (bất kể kết quả của hàm có được sử dụng bởi mã gọi hay không). Trong C, điều này gây ra hành vi không xác định chỉ khi mã gọi cố gắng sử dụng giá trị được trả về.

Theo C / C ++, việc không trả về từ một hàm yêu cầu trả lại một cái gì đó là hợp pháp. Có một số trường hợp sử dụng, chẳng hạn như gọi điện exit(-1), hoặc một chức năng gọi nó hoặc ném ngoại lệ.

Trình biên dịch sẽ không từ chối C ++ hợp pháp ngay cả khi nó dẫn đến UB nếu bạn yêu cầu nó không. Cụ thể, bạn đang yêu cầu không có cảnh báo nào được tạo ra. (Gcc vẫn bật một số theo mặc định, nhưng khi được thêm vào, những thứ đó dường như phù hợp với các tính năng mới không phải là cảnh báo mới cho các tính năng cũ)

Thay đổi gcc no-arg mặc định để phát ra một số cảnh báo có thể là một thay đổi đột phá cho các tập lệnh hiện có hoặc tạo hệ thống. Những cái được thiết kế tốt hoặc -Wallxử lý các cảnh báo, hoặc chuyển các cảnh báo riêng lẻ.

Học cách sử dụng chuỗi công cụ C ++ là một rào cản đối với việc học trở thành lập trình viên C ++, nhưng chuỗi công cụ C ++ thường được viết bởi và dành cho các chuyên gia.

Tôi tin rằng điều này là do mã kế thừa (C không bao giờ yêu cầu trả về câu lệnh C ++ cũng vậy). Có lẽ có cơ sở mã lớn dựa trên "tính năng" đó. Nhưng ít nhất có -Werror=return-type cờ trên nhiều trình biên dịch (bao gồm gcc và clang).

Trong một số trường hợp giới hạn và hiếm gặp, việc kết thúc hàm không trống mà không trả về giá trị có thể hữu ích. Giống như mã dành riêng cho MSVC sau đây:

double pi()
{
    __asm fldpi
}

Hàm này trả về pi bằng cách sử dụng lắp ráp x86. Không giống như lắp ráp trong GCC, tôi biết không có cách nào để sử dụng returnđể làm điều này mà không liên quan đến chi phí trong kết quả.

Theo như tôi biết, trình biên dịch C ++ chính thống nên phát ra ít nhất các cảnh báo cho mã rõ ràng không hợp lệ. Nếu tôi làm cho phần thân pi()trống, GCC / Clang sẽ báo cáo cảnh báo và MSVC sẽ báo lỗi.

Mọi người đề cập đến ngoại lệ và exittrong một số câu trả lời. Những lý do không hợp lệ. Hoặc ném một ngoại lệ, hoặc gọi exit, sẽ không làm cho việc thực thi chức năng kết thúc. Và các trình biên dịch biết điều đó: viết một câu lệnh ném hoặc gọi exittrong phần thân trống pi()sẽ dừng mọi cảnh báo hoặc lỗi từ trình biên dịch.

Trong hoàn cảnh nào nó không tạo ra lỗi? Nếu nó khai báo một kiểu trả về và không trả về một cái gì đó, thì nó có vẻ như là một lỗi đối với tôi.

Một ngoại lệ tôi có thể nghĩ đến là main()hàm, không cần một returncâu lệnh nào cả (ít nhất là trong C ++; tôi không có một trong các tiêu chuẩn C tiện dụng). Nếu không có sự trở lại, nó sẽ hoạt động như thể return 0;là tuyên bố cuối cùng.

Âm thanh như bạn cần để cảnh báo trình biên dịch của bạn:

$ 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
$

Đó là một vi phạm ràng buộc trong c99, nhưng không phải trong c89. Tương phản:

c89:

3.6.6.4 returnTuyên bố

Những ràng buộc

Một returncâu lệnh với một biểu thức sẽ không xuất hiện trong một hàm có kiểu trả về là void.

c99:

6.8.6.4 returnTuyên bố

Những ràng buộc

Một returncâu lệnh với một biểu thức sẽ không xuất hiện trong một hàm có kiểu trả về là void. Một returncâu lệnh không có biểu thức sẽ chỉ xuất hiện trong một hàm có kiểu trả về là void.

Ngay cả trong --std=c99chế độ, gcc sẽ chỉ đưa ra cảnh báo (mặc dù không cần bật -Wcờ bổ sung , theo yêu cầu theo mặc định hoặc theo c89 / 90).

Chỉnh sửa để thêm vào đó trong c89, "đạt đến }chức năng chấm dứt chức năng tương đương với thực thi một returncâu lệnh mà không có biểu thức" (3.6.6.4). Tuy nhiên, trong c99, hành vi không được xác định (6.9.1).