具有相同名称的变量通常如何解析？答案

【问题标题】：How are variables with the same name typically resolved?具有相同名称的变量通常如何解析？
【发布时间】：2012-02-12 14:00:44
【问题描述】：

假设这是我的程序在特定点的调用堆栈：

|    b = 2       |
|    c = 3       | <- function f2
| return address |
| function args  |
|     ...        |
|    c = 10      | <- function f1
|     ...        |

f1() 呼叫f2()。

当变量 c 被引用时，它是如何解决的？ 堆栈是线性自上而下地查找范围内名为 c 的第一个变量，还是有其他机制需要更有效地处理这个？

如果每次都查找栈，引用一个不存在的变量d会不会是个开销，因为会一直查找栈，发现范围内没有这个变量？

【问题讨论】：

堆栈没有被“搜索”，编译器知道有多少变量，所以函数最终知道第 5 个局部变量距离堆栈指针 48 个字节。
“想多了”。不要将语言与实现混淆。该语言精确地指定了您的代码的行为方式，并且它将这样做。
当你的代码被编译时，任何变量名的使用都会被替换为相对于当前栈帧指针的地址。无需搜索。
+1 @KerrekSB 无需考虑堆栈，范围规则规定（1）在编译时知道使用哪个变量，（2）未定义的变量是编译时错误。这也适用于堆栈方面的每个答案/评论！

标签： gcc compiler-construction scope runtime

【解决方案1】：

在 C++ 中，在运行时变量没有名称。变量名只是为了方便程序员。变量在代码中有作用域，在堆栈中没有作用域。

因此在运行时不会搜索堆栈。在编译过程中，变量名被转换为内存地址。

【讨论】：

如果内存只在运行时分配，内存地址怎么在编译时可用？
我看不出我的回答与您的后续问题之间的联系，尽管它本身很有趣。

【解决方案2】：

引用由范围解析，基于变量的定义位置，而不是分配的位置。由于在您的示例中您没有显示任何定义，因此无法说。

在基于 C 的语言中没有嵌套过程（忽略其中一些“thunk”问题），因此堆栈本身不会被搜索。但是，您可以在单个过程中使用{} 字符嵌套静态范围，然后最内层范围（相对于引用点）“获胜”。否则，它是过程范围、类范围，然后是静态/全局范围。

【讨论】：

【解决方案3】：

（C 或 C++）编译器具有组织每个调用帧的艰巨任务。

当在源代码中发出与局部变量相关的机器代码时，它会将局部变量的访问和修改转换为合适的指令（通常使用堆栈或帧指针作为一些基础）。

调用帧中的给定位置可以（并且通常在编译器优化时）用于多种目的。

一些局部变量在调用框架中没有对应部分：它们只存在于寄存器中。其他人有时会溢出。一个好的register allocator努力避免溢出。

调用帧布局、寄存器分配、指令调度是优化编译器的困难任务。

如果您好奇并且对您的 x86 处理器指令集有所了解，您可以尝试编写一个小型 C++ 文件 tiny.cc 并使用 g++ -Wall -fverbose-asm -O -S tiny.cc 编译它，然后查看生成的 tiny.s ，例如像 gedit 或 emacs 这样的编辑器或像 less 这样的寻呼机。

【讨论】：