为什么在不返回值的情况下从非 void 函数的末尾流出不会产生编译器错误？

Question

自从我多年前意识到，默认情况下这不会产生错误（至少在 GCC 中），我一直想知道为什么？

我知道您可以发出编译器标志来产生警告，但它不应该总是错误吗？为什么非 void 函数没有返回值是有效的？

cmets 中要求的示例：

#include <stdio.h>
int stringSize()
{
}

int main()
{
    char cstring[5];
    printf( "the last char is: %c\n", cstring[stringSize()-1] ); 
    return 0;
}

...编译。

Answer 1

C99 和 C++ 标准不要求函数返回值。值返回函数中缺少的 return 语句将仅在 main 函数中定义（以返回 0）。

理由包括检查每个代码路径是否返回一个值非常困难，并且可以使用嵌入式汇编程序或其他棘手的方法设置返回值。

来自C++11草稿：

§ 6.6.3/2

从函数末尾流出 [...] 会导致返回值的函数出现未定义的行为。

§ 3.6.1/5

如果控制到达main的末尾而没有遇到return语句，效果就是执行

return 0;

请注意，C++ 6.6.3/2 中描述的行为在 C 中是不一样的。

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如果你用 -Wreturn-type 选项调用它，gcc 会给你一个警告。

-Wreturn-type 每当函数定义的返回类型为 默认为 int。也警告任何 没有返回值的 return 语句 在返回类型不是的函数中 无效（从末端掉落 函数体被认为是返回 没有价值），以及关于回报 在 a 中带有表达式的语句 返回类型为 void 的函数。

此警告由 -Wall 启用。

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出于好奇，看看这段代码的作用：

#include <iostream>

int foo() {
   int a = 5;
   int b = a + 1;
}

int main() { std::cout << foo() << std::endl; } // may print 6

此代码具有正式未定义的行为，实际上它依赖于 calling convention 和 architecture。在一个特定的系统上，使用一个特定的编译器，返回值是最后一个表达式求值的结果，存储在该系统处理器的eax 寄存器中。

Answer 2

gcc 默认情况下不会检查所有代码路径是否返回值，因为通常无法做到这一点。它假设你知道你在做什么。考虑一个使用枚举的常见示例：

Color getColor(Suit suit) {
    switch (suit) {
        case HEARTS: case DIAMONDS: return RED;
        case SPADES: case CLUBS:    return BLACK;
    }

    // Error, no return?
}

程序员知道，除非出现错误，否则此方法总是返回颜色。 gcc 相信您知道自己在做什么，因此它不会强迫您在函数底部添加 return。

另一方面，javac 会尝试验证所有代码路径是否都返回一个值，如果无法证明它们都返回值，则会抛出错误。此错误是 Java 语言规范规定的。请注意，有时它是错误的，您必须放入不必要的 return 语句。

char getChoice() {
    int ch = read();

    if (ch == -1 || ch == 'q') {
        System.exit(0);
    }
    else {
        return (char) ch;
    }

    // Cannot reach here, but still an error.
}

这是一个哲学差异。 C 和 C++ 是比 Java 或 C# 更宽容和信任的语言，因此新语言中的一些错误是 C/C++ 中的警告，并且默认情况下会忽略或关闭一些警告。

Answer 3

您的意思是，为什么从返回值函数的末尾流出（即在没有显式 return 的情况下退出）不是错误？

首先，在 C 语言中，函数是否返回有意义的值仅在执行代码实际使用返回值时才至关重要。当您知道大多数时候无论如何都不会使用它时，也许该语言不想强迫您返回任何东西。

其次，显然语言规范不想强制编译器作者检测和验证所有可能的控制路径是否存在显式return（尽管在许多情况下这并不难做到）。此外，某些控制路径可能会导致非返回函数——编译器通常不知道的特征。这样的路径可能会成为令人讨厌的误报的来源。

另请注意，在这种情况下，C 和 C++ 对行为的定义不同。在 C++ 中，仅仅从返回值函数的末尾流出总是未定义的行为（无论调用代码是否使用函数的结果）。在 C 中，仅当调用代码尝试使用返回值时，才会导致未定义的行为。

Answer 4

在 C/C++ 下，不从声称返回某些东西的函数返回是合法的。有很多用例，例如调用exit(-1)，或者调用它或抛出异常的函数。

编译器不会拒绝合法的 C++，即使它会导致 UB，如果您要求它不要这样做。特别是，您要求生成 no warnings。 （默认情况下，Gcc 仍会打开一些，但添加后这些似乎与新功能一致，而不是旧功能的新警告）

更改默认的无参数 gcc 以发出一些警告可能是对现有脚本或 make 系统的重大更改。精心设计的 -Wall 处理警告，或切换个别警告。

学习使用 C++ 工具链是学习成为 C++ 程序员的障碍，但 C++ 工具链通常由专家编写并为专家编写。

Answer 5

语言规则是，如果达到返回非void 值的函数的关闭} 并且调用者尝试使用该值，则行为未定义。只要调用者不使用该值，只要从函数末尾掉下就具有明确定义的行为。

可以要求所有可能的控制路径在离开函数之前执行return 语句，但 C 传统上不要求编译器进行这种代码分析。 （无论如何，许多编译器都会进行这种分析，并在适当的时候发出警告。）

允许非void 函数结束的主要原因是历史原因。 K&R C（Kernighan 和 Ritchie 的 1978 年第一版书中描述的版本，在 1989 年 ANSI 和 1990 ISO C 标准之前）没有void 关键字或类型。在 1999 年 ISO C 标准之前，C 有“隐式 int”规则，这意味着您可以声明或定义一个没有显式返回类型的函数，它会返回一个 int 结果。

在 K&R C 中，如果您想要一个不返回结果的函数，您可以在没有显式返回类型的情况下定义它并且根本不返回值：

#include <stdio.h>

do_something() {
    printf("Not returning a value\n");
}

int main() {
    do_something();
    return 0;
}

该函数实际上会返回一些垃圾 int 值，调用者会悄悄地忽略这些值。

在现代 C 中，你会这样写：

#include <stdio.h>

void do_something(void) {
    printf("Not returning a value\n");
}

int main(void) {
    do_something();
}

保证调用者不能尝试使用返回的值。从 C89/C90 开始，该语言仍然支持旧样式以避免破坏现有代码。当隐式 int 规则在 C99 中被删除时，对无法返回值的非void 函数的要求没有改变（并且大多数 C99 和更高版本的编译器仍然默认支持隐式 int 规则，可能带有警告，所以旧的 K&R C 代码仍然可以编译）。

Answer 6

我相信这是因为遗留代码（C 从来不需要 return 语句，C++ 也是如此）。可能有庞大的代码库依赖于该“功能”。但至少有-Werror=return-type 许多编译器（包括 gcc 和 clang）上的标志。

Answer 7

在一些有限和罕见的情况下，在非 void 函数的末尾流出而不返回值可能很有用。就像下面的 MSVC 特定代码：

double pi()
{
    __asm fldpi
}

此函数使用 x86 汇编返回 pi。与 GCC 中的汇编不同，我不知道如何使用 return 来执行此操作而不涉及结果中的开销。

据我所知，主流 C++ 编译器至少应该针对明显无效的代码发出警告。如果我将pi()的body设为空，GCC/Clang会报警告，MSVC会报错。

人们在一些答案中提到了异常和exit。这些都不是正当理由。要么抛出异常，要么调用exit，不会使函数执行流到最后。编译器知道这一点：在 pi() 的空体中编写 throw 语句或调用 exit 将阻止编译器发出任何警告或错误。

Answer 8

什么情况下不会报错？如果它声明了一个返回类型并且没有返回任何东西，这对我来说听起来像是一个错误。

我能想到的一个例外是 main() 函数，它根本不需要 return 语句（至少在 C++ 中；我手头没有任何 C 标准）。如果没有返回，它会认为return 0; 是最后一个语句。

Answer 9

我收到警告是因为我忘记添加语句 itr = itr -> 当前节点； 基本上缺少该语句，函数进入无限循环并且从未返回值，这就是我在编译期间收到该警告的原因

void* list_get(list* lst, int idx){

    node* itr = lst->head;
    
    if (idx >= lst->size){
        printf("list out of index");
        exit(1);
    }
    
    while(itr != NULL){
        if(itr->index == idx){
           return  itr->element;
        }
        itr = itr->currentNode;
     
    }


}

Answer 10

听起来您需要打开编译器警告：

$ gcc -Wall -Wextra -Werror -x c -
int main(void) { return; }
cc1: warnings being treated as errors
<stdin>: In function ‘main’:
<stdin>:1: warning: ‘return’ with no value, in function returning non-void
<stdin>:1: warning: control reaches end of non-void function
$

Answer 11

这在 c99 中是违反约束的，但在 c89 中不是。对比：

c89:

3.6.6.4 return 声明

约束

带有表达式的return 语句不应出现在 返回类型为void的函数。

c99:

6.8.6.4 return 声明

约束

带有表达式的return 语句不得出现在返回类型为void 的函数中。没有表达式的return 语句只能出现在返回类型为void 的函数中。

即使在--std=c99 模式下，gcc 也只会抛出一个警告（尽管不需要启用额外的-W 标志，这是默认或 c89/90 中的要求）。

编辑在c89中添加，“到达终止函数的}相当于 在没有表达式的情况下执行return 语句”（3.6.6.4）。但是，在 c99 中，行为未定义（6.9.1）。