重载 << 运算符和递归答案

【问题标题】：Overloading << operator and recursion重载 << 运算符和递归
【发布时间】：2011-01-22 06:05:00
【问题描述】：

我尝试了以下代码：

#include <iostream>
using std::cout;
using std::ostream;

class X
{
public:
    friend ostream& operator<<(ostream &os, const X& obj) 
    {
        cout << "hehe";          // comment this and infinite loop is gone
        return (os << obj);
    }
};

int main()
{
    X x;
    cout << x;
    return 0;
}

当我编译并运行它时，它符合预期；一个无限循环。如果我删除友元函数中的cout 语句，则不会发生递归。为什么会这样？

【问题讨论】：

顺便说一句，我正在使用 MinGW（Minimalist GNU for Windows）。
您如何注意到没有发生递归？它是否正确结束程序？还是它只是不打印任何东西而您必须终止它？（请注意，尾递归可能会使您不会收到堆栈溢出）。
@litb：它立即退回到终端（我没有按一个键来终止进程）。
@litb：我尝试通过gdb 运行二进制文件，它显示SIGSEGV :) 感谢您的评论，也许您应该将其写为答案！它因堆栈溢出而崩溃！！耶！
作为堆栈溢出的这个问题，我认为它绝对应该去meta。

标签： c++ recursion operator-overloading cout ostream

【解决方案1】：

优化器确定您所有剩余的活动都无效并将其优化掉。是对是错是另一回事。

特别是：

X x;

创建空对象“x”

cout << x;

来电：

return (os << obj);

追加空对象；编译器注意到 'os' 自上次调用以来没有增长，并且没有显示进一步这样做的承诺（并且没有其他任何事情发生），因此它决定整个业务是多余的并且可以在此时截断。

万一你打电话

    cout << "hehe";          // comment this and infinite loop is gone

有一些额外的活动，所以优化器不会删除以下调用。

我想如果你用任何非空的东西初始化x，或者执行除cout << "hehe"; 之外的任何非空活动，你的递归运行也是一样的。

【讨论】：

实际上我认为如果标准指定无限递归导致“未定义的行为”，优化器将是完全正确的；在这种情况下，什么都不做就可以了。我在网上找不到 C++ 标准的副本，有它的人可以检查一下吗？
...关于无关的注释，我想知道如果调用包含在try-catch(...) 中以捕获堆栈溢出异常会怎样。我认为这几乎是预期的行为，如果我错了，请纠正我。
我不认为这样的异常（顺便说一句，这不是 C++ 异常，但它是 *NIX 上的某种信号和 Windows 上的 SEH 异常）可以被捕获。实际上，当堆栈溢出时，您无能为力：一切都已经疯了。如果您注意到，进入堆栈溢出的 Windows 应用程序甚至不会显示错误消息，因为现在没有更多堆栈了，它们无法执行任何操作。

【解决方案2】：

在这两种情况下（有和没有写“hehe”）Visual Studio 2005 都会给出以下警告：

warning C4717: 'operator<<' : recursive on all control paths, function will cause runtime stack overflow

在这两种情况下它都会编译并且在这两种情况下都会导致堆栈溢出。

但是，如果没有“呵呵”，堆栈溢出会更快发生。

【讨论】：

你说得对，帕特里克，谢谢！并且感谢 litb 怀疑我认为递归不会发生的结论的有效性，这让我通过gdb 运行它，现在我很高兴看到SIGSEGV 这证明在这两种情况下都会发生递归:)