为什么/C 允许隐式函数和无类型变量声明？

Question

为什么一种语言允许隐式声明函数和无类型变量是明智的？我知道 C 是旧的，但允许省略声明并默认为 int()（或在变量的情况下为 int）对我来说似乎并不那么理智，即使在当时也是如此。

那么，为什么最初引入它？它真的有用吗？它实际上（仍然）使用吗？

注意：我意识到现代编译器会给你警告（取决于你传递给它们的标志），你可以禁止这个特性。这不是问题！

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例子：

int main() {
  static bar = 7; // defaults to "int bar"
  return foo(bar); // defaults to a "int foo()"
}

int foo(int i) {
  return i;
}

Answer 1

值得深思。 （这不是答案；我们实际上知道答案——它允许向后兼容。）

人们应该先看看 COBOL 代码库或 f66 库，然后再说出为什么 30 年左右没有清理干净！

gcc 默认不会发出任何警告。

用-Wall 和gcc -std=c99 吐出正确的东西

main.c:2: warning: type defaults to ‘int’ in declaration of ‘bar’
main.c:3: warning: implicit declaration of function ‘foo’

现代gcc 中内置的lint 功能正在显示其颜色。

有趣的是lint 的现代克隆，安全的lint——我的意思是splint——默认只给出一个警告。

main.c:3:10: Unrecognized identifier: foo
  Identifier used in code has not been declared. (Use -unrecog to inhibit
  warning)

llvm C 编译器 clang 还内置了一个静态分析器，如 gcc，默认情况下会发出两个警告。

main.c:2:10: warning: type specifier missing, defaults to 'int' [-Wimplicit-int]
  static bar = 7; // defaults to "int bar"
  ~~~~~~ ^
main.c:3:10: warning: implicit declaration of function 'foo' is invalid in C99
      [-Wimplicit-function-declaration]
  return foo(bar); // defaults to a "int foo()"
         ^

人们过去认为我们不需要向后兼容 80 年代的东西。必须清理或替换所有代码。但事实证明并非如此。许多生产代码停留在史前非标准时代。

编辑：

在发布我的答案之前，我没有查看其他答案。我可能误解了海报的意图。但问题是有一段时间你手动编译代码，并使用切换将二进制模式放入内存中。他们不需要“类型系统”。 Richie 和 Thompson 摆在面前的 PDP 机器也不是这样的：

不要看胡须，看“开关”，我听说它是​​用来引导机器的。

还可以看看他们在本文中是如何引导 UNIX 的。它来自 Unix 第 7 版手册。

http://wolfram.schneider.org/bsd/7thEdManVol2/setup/setup.html

问题的关键是他们不需要那么多软件层来管理具有 KB 大小内存的机器。 Knuth 的 MIX 有 4000 个单词。您不需要所有这些类型来对 MIX 计算机进行编程。在这样的机器中，您可以愉快地将整数与指针进行比较。

我认为他们为什么这样做是不言而喻的。所以我专注于还有多少需要清理。

Answer 2

对于“为什么”的最佳解释可能来自here：

在同类语言中，C 语言最有两个特点：数组和指针之间的关系，以及声明语法模仿表达式语法的方式。它们也是其最常受到批评的功能之一，并且经常成为初学者的绊脚石。在这两种情况下，历史事故或错误都加剧了他们的困难。其中最重要的是 C 编译器对类型错误的容忍度。 从上面的历史可以清楚地看出，C 是从无类型语言演变而来的。它并没有突然出现在它的早期用户和开发者眼中，是一种拥有自己规则的全新语言。相反，随着语言的发展，我们必须不断地调整现有程序，并为现有的代码体留出余地。 （后来，标准化 C 的 ANSI X3J11 委员会也会面临同样的问题。）

系统编程语言不一定需要类型；你在乱搞字节和单词，而不是浮点数、整数、结构和字符串。类型系统是零零散散地移植到它上面的，而不是从一开始就成为语言的一部分。随着 C 从主要是一种系统编程语言转变为一种通用编程语言，它在处理类型方面变得更加严格。但是，即使范式来来去去，遗留代码是永远的。仍然有很多代码依赖于隐含的int，标准委员会不愿意破坏任何有效的东西。这就是为什么花了将近 30 年才摆脱它的原因。

Answer 3

参见 Dennis Ritchie 的“C 语言的发展”：http://cm.bell-labs.com/who/dmr/chist.html

例如，

与在 B的创建，BCPL的核心语义内容——它的类型结构 和表达式评估规则——保持不变。两种语言都是 无类型，或者更确切地说只有一个数据类型，“单词”或“单元格”，一个 固定长度的位模式。这些语言的记忆由一个 此类单元格的线性数组，以及单元格内容的含义 取决于应用的操作。 + 运算符，例如，简单地 使用机器的整数加法指令将其操作数相加，并且 其他算术运算同样不知道实际 它们的操作数的含义。因为内存是一个线性数组，它是 可以将单元格中的值解释为该数组中的索引， BCPL 为此提供了一个操作员。在原来的 语言它被拼写为 rv，后来是 !，而 B 使用一元 *。 因此，如果 p 是包含以下索引的单元格（或地址，或 指向）另一个单元格，*p 指的是指向的内容 单元格，作为表达式中的值或作为目标 任务。

这种无类型性在 C 中一直存在，直到作者开始将其移植到具有不同字长的机器上：

这一时期的语言变化，尤其是 1977 年左右，主要集中在可移植性和类型安全的考虑上， 为了解决我们预见和观察到的问题 将大量代码移至新的 Interdata 平台。猫 那个时候仍然表现出其无类型起源的强烈迹象。 例如，指针与整体内存几乎没有区别 早期语言手册或现存代码中的索引；的相似性 字符指针和无符号整数的算术性质 让人难以抗拒认出他们的诱惑。未签名的 添加了类型以使无符号算术无需 将其与指针操作混淆。同样，早期的语言 宽恕整数和指针之间的赋值，但这种做法 开始气馁；类型转换的符号（称为 'casts' 来自 Algol 68 的例子）被发明来指定类型 更明确的转换。被PL/I的例子迷住了，早期的C 没有将结构指针牢固地绑定到它们指向的结构 到，并允许程序员编写指针-> 成员几乎没有 关于指针的类型；采取了这样的表达方式 不加批判地作为对由 指针，而成员名只指定了一个偏移量和一个类型。

编程语言随着编程实践的变化而发展。在现代 C 和现代编程环境中，许多程序员从未编写过汇编语言，整数和指针可互换的概念似乎几乎是深不可测和不合理的。

Answer 4

很久很久以前，在 K&R 之前的 ANSI 时代，函数看起来与今天完全不同。

add_numbers(x, y)
{
    return x + y;
}

int ansi_add_numbers(int x, int y); // modern, ANSI C

当你调用像add_numbers 这样的函数时，调用约定有一个重要区别：调用函数时所有类型都被“提升”。所以如果你这样做：

// no prototype for add_numbers
short x = 3;
short y = 5;
short z = add_numbers(x, y);

发生的情况是x 被提升为int，y 被提升为int，并且默认情况下假定返回类型为int。同样，如果您传递float，它会被提升为加倍。这些规则确保原型不是必需的，只要您获得正确的返回类型，并且只要您传递了正确数量和类型的参数。

注意原型的语法是不同的：

// K&R style function
// number of parameters is UNKNOWN, but fixed
// return type is known (int is default)
add_numbers();

// ANSI style function
// number of parameters is known, types are fixed
// return type is known
int ansi_add_numbers(int x, int y);

过去的一个常见做法是在大多数情况下避免使用头文件，而只是将原型直接粘贴到您的代码中：

void *malloc();

char *buf = malloc(1024);
if (!buf) abort();

如今，头文件在 C 中被认为是必要的邪恶，但正如现代 C 衍生品（Java、C# 等）已经摆脱了头文件一样，老前辈们也不太喜欢使用头文件。

类型安全

根据我对 C 之前旧时代的了解，并不总是有很多静态类型系统。一切都是int，包括指针。在这种古老的语言中，函数原型的唯一意义就是捕捉数量错误。

因此，如果我们假设首先将函数添加到语言中，然后再添加静态类型系统，则该理论解释了为什么原型是可选的。这个理论还解释了为什么数组在用作函数参数时会衰减为指针——因为在这个 proto-C 中，数组只不过是指针，它会自动初始化为指向堆栈上的某个空间。例如，可能会出现以下情况：

function()
{
    auto x[7];
    x += 1;
}

引用

• The Development of the C Language, Dennis M. Ritchie

关于无类型：

两种语言 [B 和 BCPL] 都是无类型的，或者更确切地说，只有一种数据类型，即“单词”或“单元格”，一种固定长度的位模式。

关于整数和指针的等价性：

因此，如果p 是一个包含另一个单元格的索引（或地址或指针）的单元格，则*p 引用指向的单元格的内容，或者作为表达式中的值，或者作为任务的目标。

原型由于尺寸限制而被省略的理论证据：

在开发过程中，他不断地与内存限制作斗争：每种语言的添加都会使编译器膨胀，使其几乎无法适应，但每次利用该功能进行的重写都会减小其大小。

Answer 5

这是通常的故事 - 歇斯底里的葡萄干（又名“历史原因”）。

一开始，运行 C 的大型计算机（DEC PDP-11）有 64 KiB 的数据和代码（后来每个 64 KiB）。您可以使编译器运行的复杂程度受到限制。实际上，有人怀疑您是否可以使用 C 等高级语言编写 O/S，而不需要使用汇编程序。所以，有大小限制。此外，我们谈论的是很久以前，在 1970 年代初到中期。总体而言，计算不像现在那样成熟（特别是编译器不太被理解）。此外，衍生出 C 的语言（B 和 BCPL）是无类型的。这些都是因素。

从那时起，语言已经发展（谢天谢地）。正如在 cmets 和被否决的答案中广泛指出的那样，在严格的 C99 中，用于变量的隐式 int 和隐式函数声明都已过时。然而，大多数编译器仍然承认旧语法并允许使用它，或多或少地警告，以保持向后兼容性，以便旧源代码继续像往常一样编译和运行。 C89 在很大程度上标准化了语言，疣 (gets()) 等等。这是使 C89 标准可接受的必要条件。

仍然存在使用旧符号的旧代码 — 我花了很多时间研究一个古老的代码库（最古老的部分大约是 1982 年），它仍然没有完全转换为到处的原型（这很烦人我非常强烈，但是在拥有数百万行代码的代码库上，一个人只能做这么多）。其中很少有变量为“隐式int”；有太多地方没有在使用前声明函数，还有一些地方函数的返回类型仍然隐式int。如果您不必处理这些乱七八糟的事情，请感谢那些在您之前走过的人。