这个 C 函数应该总是返回 false，但事实并非如此

Question

很久以前我在论坛上偶然发现一个有趣的问题，我想知道答案。

考虑以下 C 函数：

f1.c

#include <stdbool.h>

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

自

false

起，这应该始终返回

var3 == 3000

。

main

函数如下所示：

main.c

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

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

由于

f1()

应始终返回

false

，因此人们会期望程序仅在屏幕上打印一个 false。但编译运行后，还显示execute：

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

这是为什么呢？这段代码是否有某种未定义的行为？

注意：我是用

gcc (Ubuntu 4.9.2-10ubuntu13) 4.9.2

编译的。

Answer 1

如其他答案中所述，问题是您使用

gcc

时未设置编译器选项。如果这样做，它默认为所谓的“gnu90”，这是 1990 年撤回的旧 C90 标准的非标准实现。

在旧的 C90 标准中，C 语言有一个重大缺陷：如果在使用函数之前没有声明原型，它将默认为

int func ()

（其中

( )

表示“接受任何参数”）。这改变了函数

func

的调用约定，但并没有改变实际的函数定义。由于

bool

和

int

的大小不同，因此您的代码在调用函数时会调用未定义的行为。

随着 1999 年 C99 标准的发布，这种危险的胡言乱语行为得到了修复。隐式函数声明被禁止。

不幸的是，GCC 直到版本 5.x.x 仍然默认使用旧的 C 标准。你可能没有理由想要将你的代码编译为标准 C 以外的任何代码。因此，你必须明确告诉 GCC 它应该将你的代码编译为现代 C 代码，而不是一些 25 岁以上的非标准 GNU 废话.

通过始终将程序编译为以下方式来解决问题：

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

• -std=c11

  告诉它半心半意地尝试根据（当前）C 标准（非正式地称为 C11）进行编译。

• -pedantic-errors

  告诉它全心全意地执行上述操作，并在您编写违反 C 标准的错误代码时给出编译器错误。

• -Wall

  意味着给我一些可能会更好的额外警告。

• -Wextra

  意味着给我一些其他可能会更好的额外警告。

Answer 2

布什8===> SO是一场狗屎秀。感谢您的搭车。

Answer 3

我认为看看 Lundin 的出色答案中提到的尺寸不匹配实际发生在哪里很有趣。

如果使用

--save-temps

进行编译，您将获得可以查看的汇编文件。这是

f1()

进行

== 0

比较并返回其值的部分：

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

返回的部分是

sete %al

。在 C 的 x86 调用约定中，4 字节或更小的返回值（包括

int

和

bool

）通过寄存器

%eax

返回。

%al

是

%eax

的最低字节。因此，

%eax

的高3个字节处于不受控制的状态。

现在在

main()

：

call    f1
testl   %eax, %eax
je  .L2

这会检查 %eax 的

whole

是否为零，因为它认为它正在测试 int。

添加显式函数声明将

main()

更改为：

call    f1
testb   %al, %al
je  .L2

这就是我们想要的。

Answer 4

请使用如下命令进行编译：

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

输出：

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

看到这样的信息，你应该知道如何纠正它。

编辑：阅读（现已删除）评论后，我尝试在没有标志的情况下编译您的代码。好吧，这导致我出现链接器错误，没有编译器警告，而不是编译器错误。而且那些链接器错误更难以理解，所以即使

-std-gnu99

不是必需的，请尝试始终使用至少

-Wall -Werror

它会为您省去很多麻烦。