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最近我了解了C中的隐式函数声明。主要思想很清楚，但是在这种情况下，我在理解链接过程时遇到了一些麻烦。

考虑以下代码（文件ac）：

#include <stdio.h>

int main() {
    double someValue = f();
    printf("%f\n", someValue);
    return 0;
}

如果我尝试编译它：

gcc -c a.c -std=c99

我看到有关函数隐式声明的警告f()。

如果我尝试编译和链接：

gcc a.c -std=c99

我有一个未定义的参考错误。所以一切都很好。

然后我添加另一个文件（文件bc）：

double f(double x) {
    return x;
}

并调用下一个命令：

gcc a.c b.c -std=c99

令人惊讶的是，一切都已成功链接。当然，在./a.out调用之后，我看到了垃圾输出。

所以，我的问题是：具有隐式声明函数的程序如何链接？在我的示例中，在编译器/链接器的引擎盖下会发生什么？

我阅读了一些关于 SO 的主题，例如this，this和this ，但仍然有问题。

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4 回答 4

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首先，C99从标准中删除了函数的隐式声明。编译器可能支持这个来编译遗留代码，但这不是强制性的。引用标准的前言，

  • 删除隐式函数声明

也就是说，根据C11第 §6.5.2.2 章

如果函数是用不包含原型的类型定义的，并且提升后的参数类型与提升后的参数类型不兼容，则行为未定义。

所以，在你的情况下，

  • 函数调用本身是隐式声明（自 C99 以来已成为非标准），

  • 并且由于函数签名不匹配[假定函数的隐式声明具有int返回类型]，您的代码会调用未定义的行为。

只是为了添加更多参考，如果您尝试在调用后在同一编译单元中定义函数，则会由于签名不匹配而导致编译错误。

但是，您的函数在单独的编译单元中定义（并且缺少原型声明），编译器无法检查签名。编译后，链接器获取目标文件，并且由于链接器中没有任何类型检查（目标文件中也没有信息），所以很高兴地链接它们。最后，它将以成功的编译和链接和UB结束。

于 2016-01-04T19:15:59.617 回答
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这是正在发生的事情。

  1. 如果没有 的声明f()，编译器会假定一个隐式声明，如int f(void). 然后愉快地编译a.c。
  2. 编译b.c时，编译器没有任何事先声明f()，所以它从f(). 通常你会将一些声明f()放在头文件中，并将其包含在a.c和中b.c。因为这两个文件都将看到相同的声明，所以编译器可以强制执行一致性。它将抱怨与声明不匹配的实体。但在这种情况下，没有通用的原型可供参考。
  3. 在C中，编译器不会在目标文件中存储有关原型的任何信息，并且链接器不会执行任何一致性检查（它不能）。它所看到的只是一个未解析的符号和一个定义在 中f的符号。它愉快地解析了符号，并完成了链接。a.cfb.c
  4. 但是，事情在运行时会崩溃，因为编译器会a.c根据它在那里假设的原型设置调用。b.c这与寻找的定义不匹配。f()(from b.c) 将从堆栈中获取一个垃圾参数，并将其返回为double，这将被解释为inton return in a.c。
于 2016-01-04T19:52:11.667 回答
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具有隐式声明函数的程序如何链接？在我的示例中，在编译器/链接器的引擎盖下会发生什么？

自C99 以来，C 标准已禁止隐式 int规则。因此，具有隐式函数声明的程序是无效的。

自 C99 起无效。在此之前，如果一个可见原型不可用，那么编译器会隐式声明一个带有int返回类型的原型。

令人惊讶的是，一切都已成功链接。当然，在 ./a.out 调用之后，我看到了垃圾输出。

因为您没有原型，所以编译器隐式声明了一个int类型为 for 的原型f()。但实际定义f()返回 a double。这两种类型不兼容，这是未定义的行为。

即使在隐式 int 规则有效的 C89/C90 中，这也是未定义的，因为隐式原型与实际类型f()返回不兼容。所以这个例子是 (with a.cand b.c)在所有 C 标准中都是未定义的。

隐式函数声明不再有用或无效。因此，编译器/链接器如何处理的实际细节仅具有历史意义。它可以追溯到没有函数原型并且函数int默认返回的 K&R C 的标准前时代。在 C89/C90 标准中，函数原型被添加到 C 中。最重要的是，您必须拥有有效 C 程序中所有函数的原型（或在使用前定义函数）。

于 2016-01-04T19:19:00.557 回答
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编译后，所有类型信息都会丢失（可能在调试信息中除外，但链接器不会注意这一点）。唯一剩下的是“在地址 0xdeadbeef 处有一个名为“f”的符号”。

headers 的目的是告诉 C 符号的类型，包括，对于函数，它需要什么参数以及它返回什么。如果您将真实的与您声明的（显式或隐式）不匹配，您将获得未定义的行为。

于 2016-01-04T19:15:21.300 回答