c - 隐式声明的工作原理

Question

当您不包含和使用 malloc 时，我们会收到隐式声明警告。

“警告：内置函数‘malloc’的隐式声明不兼容”

此警告是由于编译器假定 malloc 定义为 int malloc(size) 而它是void* malloc(size).

但它是怎么知道的void* malloc(size)？我们没有在头文件中包含任何内容。那么如何将它与不包括在内的东西进行比较。

在那之后，我的代码是如何工作的？它如何找到正确的 malloc 定义并使用它？

扫描函数定义是否有任何顺序？

Answer 1

当你调用一个f从未定义过的函数时，会发生这样的隐式声明：

int f();

请注意，您仍然可以将参数传递给f，因为它没有被声明int f(void);（这是为了向后兼容 K&R C）。

因此，编译器不“知道” malloc 接收大小参数，事实上你可以传递你想要的东西，它不在乎。

因此，代码有效的事实纯粹是运气。在 malloc 的情况下，如果代码有效，它只是意味着整数的大小与指针的大小相同 - 不多也不少 - 因此，您仍然可以调用 malloc 并将其结果分配给指针，因为没有位被修剪/丢失。

真正的功能是在编译发生后的链接阶段找到的。此时，您的代码已经使用错误的函数原型编译。当然，如果链接器在其路径中的任何位置都找不到该函数，则会报告错误并中止一切。

对于 malloc 和其他标准库函数，可能有内置函数来提高性能。gcc 甚至还有一个选项可以禁用内置函数（-fno-builtin或-fno-builtin-function）。从 gcc 手册页：

GCC 通常会生成特殊代码来更有效地处理某些内置函数；例如，对“alloca”的调用可能成为直接调整堆栈的单个指令，对“memcpy”的调用可能成为内联复制循环。生成的代码通常更小更快，但由于函数调用不再显示为这样，因此您无法在这些调用上设置断点，也无法通过链接不同的库来更改函数的行为。此外，当一个函数被识别为内置函数时，GCC 可能会使用有关该函数的信息来警告调用该函数的问题，或者生成更高效的代码，即使生成的代码仍然包含对该函数的调用.

因此，在 malloc 的特定情况下，这就是编译器“知道”其通常签名的方式。尝试用 gcc 编译这段代码：

int main(void) {
    char *a = malloc(12, 13, 14, 15);
    return 0;
}

您将看到它将因编译错误而中止：

test.c:3: error: too many arguments to function `malloc'

如果您使用 option -fnobuiltin，错误就会消失并且警告会有所不同：

test.c:3: warning: implicit declaration of function `malloc'

每次使用以前未定义的常规函数​​时，都会收到相同的警告，因为现在编译器忽略了他对这些函数的“了解”。此示例使用 gcc，但其他编译器也会有类似的行为。

Answer 2

但它是怎么知道的void* malloc(size)？我们没有在头文件中包含任何内容。那么如何将它与不包括在内的东西进行比较。

大多数现代编译器都有一个内置的（即在编译器中硬编码）常用标准库函数列表，因此即使没有声明（显式或隐式）或调用函数，编译器也知道声明应该是什么。

这并不意味着将使用正确的声明（因为隐式声明规则会覆盖编译器的明显知识），但至少您知道自己做错了什么。

这些内置函数的确切目的是，如果您忘记包含头文件，编译器可以警告您。（还有其他目的，例如通过了解内置函数的语义/实现来执行内在优化的机会，但这些不适用于此处。）

Answer 3

您收到此特定警告的原因是此特定编译器malloc中的内置函数（如警告所述）。此函数接受编译器的特殊处理。编译器对如何声明这个函数有内在的了解，所以当隐式声明与正确的声明相矛盾时，会立即发出警告。

在一般情况下，对于普通（非内置）函数，当编译器实际上发现同一函数的第一个显式声明时（假设两者之间不匹配），隐式声明的函数会出现类似的衰减。在这种情况下，警告将在稍后发出：不是在调用时，而是在显式声明时。这就是它与普通函数一起工作的方式。

但是对于像编译器这样的标准（内置）函数，malloc它允许自己有点“作弊”。

Answer 4

如果您没有正确声明它（在源代码中使用显式声明或包含正确的标头），它将找不到正确的定义。它对在声明之前调用的任何函数使用默认的隐式声明。隐式声明包括函数返回的假设int。

然后它将默认声明与您调用函数的方式进行比较。它注意到您将结果分配给指针变量而不是整数，因此它警告您这些不兼容。