Mengapa mengalir dari fungsi non-void tanpa mengembalikan nilai tidak menghasilkan kesalahan kompiler?

Sejak saya menyadari beberapa tahun yang lalu, bahwa ini tidak menghasilkan kesalahan secara default (setidaknya di GCC), saya selalu bertanya-tanya mengapa?

Saya mengerti bahwa Anda dapat mengeluarkan flag compiler untuk menghasilkan peringatan, tetapi bukankah itu selalu menjadi kesalahan? Mengapa masuk akal jika fungsi non-void tidak mengembalikan nilai yang valid?

Contoh seperti yang diminta dalam komentar:

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

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

... mengkompilasi.

Standar C99 dan C ++ tidak memerlukan fungsi untuk mengembalikan nilai. Pernyataan pengembalian yang hilang dalam fungsi pengembalian nilai akan didefinisikan (untuk kembali 0) hanya dalam mainfungsi.

Alasannya mencakup memeriksa apakah setiap jalur kode mengembalikan nilai yang cukup sulit, dan nilai balik dapat diatur dengan assembler tertanam atau metode rumit lainnya.

Dari konsep C ++ 11 :

§ 6.6.3 / 2

Mengalir dari akhir fungsi [...] menghasilkan perilaku yang tidak terdefinisi dalam fungsi pengembalian nilai.

§ 3.6.1 / 5

Jika kontrol mencapai akhir maintanpa menemukan return pernyataan, efeknya adalah menjalankan

return 0;

Perhatikan bahwa perilaku yang dijelaskan dalam C ++ 6.6.3 / 2 tidak sama dengan C.

gcc akan memberi Anda peringatan jika Anda menyebutnya dengan opsi -Wreturn-type.

-Wreturn-type Peringatkan setiap fungsi didefinisikan dengan tipe-kembali yang default ke int. Juga memperingatkan tentang pernyataan kembali apa pun tanpa nilai kembali dalam fungsi yang tipe pengembaliannya tidak batal (jatuh dari ujung badan fungsi dianggap kembali tanpa nilai), dan tentang pernyataan balik dengan ekspresi dalam fungsi yang tipe kembali tidak valid.

Peringatan ini diaktifkan oleh -Wall .

Sama seperti rasa ingin tahu, lihat apa yang dilakukan kode ini:

#include <iostream>

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

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

Kode ini secara formal memiliki perilaku yang tidak terdefinisi, dan dalam praktiknya itu memanggil konvensi dan arsitektur bergantung. Pada satu sistem tertentu, dengan satu kompiler tertentu, nilai kembali adalah hasil dari evaluasi ekspresi terakhir, disimpan dalam eaxregister prosesor sistem itu.

gcc tidak secara default memeriksa bahwa semua jalur kode mengembalikan nilai karena secara umum ini tidak dapat dilakukan. Ini mengasumsikan Anda tahu apa yang Anda lakukan. Pertimbangkan contoh umum menggunakan enumerasi:

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

    // Error, no return?
}

Anda pemrogram tahu bahwa, kecuali bug, metode ini selalu mengembalikan warna. gcc percaya bahwa Anda tahu apa yang Anda lakukan sehingga tidak memaksa Anda untuk mengembalikan fungsi.

javac, di sisi lain, mencoba memverifikasi bahwa semua jalur kode mengembalikan nilai dan melemparkan kesalahan jika tidak dapat membuktikan bahwa mereka semua melakukannya. Kesalahan ini diamanatkan oleh spesifikasi bahasa Java. Perhatikan bahwa kadang-kadang itu salah dan Anda harus memasukkan pernyataan pengembalian yang tidak perlu.

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

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

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

Ini perbedaan filosofis. C dan C ++ lebih permisif dan lebih bisa dipercaya daripada bahasa Java atau C # sehingga beberapa kesalahan dalam bahasa yang lebih baru adalah peringatan di C / C ++ dan beberapa peringatan diabaikan atau dinonaktifkan secara default.

Maksud Anda, mengapa mengalir dari akhir fungsi pengembalian nilai (yaitu keluar tanpa eksplisit return) bukan kesalahan?

Pertama, di C apakah suatu fungsi mengembalikan sesuatu yang bermakna atau tidak hanya penting ketika kode yang mengeksekusi benar-benar menggunakan nilai yang dikembalikan. Mungkin bahasa tidak ingin memaksa Anda untuk mengembalikan apa pun ketika Anda tahu bahwa Anda tidak akan menggunakannya lagi sebagian besar waktu.

Kedua, ternyata spesifikasi bahasa tidak ingin memaksa penulis kompiler untuk mendeteksi dan memverifikasi semua jalur kontrol yang mungkin untuk keberadaan eksplisit return(walaupun dalam banyak kasus ini tidak terlalu sulit untuk dilakukan). Juga, beberapa jalur kontrol mungkin mengarah ke fungsi yang tidak kembali - sifat yang umumnya tidak diketahui oleh kompiler. Jalan seperti itu bisa menjadi sumber positif palsu yang menjengkelkan.

Perhatikan juga, bahwa C dan C ++ berbeda dalam definisi perilaku dalam kasus ini. Dalam C + + hanya mengalir dari akhir fungsi nilai yang kembali selalu perilaku tidak terdefinisi (terlepas dari apakah hasil fungsi digunakan oleh kode panggilan). Dalam C ini menyebabkan perilaku yang tidak terdefinisi hanya jika kode panggilan mencoba menggunakan nilai yang dikembalikan.

Adalah legal di bawah C / C ++ untuk tidak kembali dari fungsi yang mengklaim mengembalikan sesuatu. Ada sejumlah kasus penggunaan, seperti panggilan exit(-1), atau fungsi yang memanggilnya atau melempar pengecualian.

Kompiler tidak akan menolak C ++ legal meskipun itu mengarah ke UB jika Anda memintanya. Secara khusus, Anda meminta tidak ada peringatan yang dihasilkan. (Gcc masih mengaktifkan beberapa secara default, tetapi ketika ditambahkan mereka tampaknya sejajar dengan fitur baru, bukan peringatan baru untuk fitur lama)

Mengubah no-arg gcc default untuk memancarkan beberapa peringatan bisa menjadi perubahan besar untuk skrip yang ada atau membuat sistem. Yang dirancang dengan baik baik -Walldan menangani peringatan, atau beralih peringatan individu.

Belajar menggunakan rantai alat C ++ adalah penghalang untuk belajar menjadi programmer C ++, tetapi rantai alat C ++ biasanya ditulis oleh dan untuk para ahli.

Saya percaya ini karena kode warisan (C tidak pernah meminta pernyataan pengembalian begitu pula C ++). Mungkin ada basis kode besar bergantung pada "fitur" itu. Tetapi setidaknya ada -Werror=return-type flag pada banyak compiler (termasuk gcc dan dentang).

Dalam beberapa kasus terbatas dan langka, mengalir dari ujung fungsi yang tidak kosong tanpa mengembalikan nilai bisa berguna. Seperti kode spesifik MSVC berikut:

double pi()
{
    __asm fldpi
}

Fungsi ini mengembalikan pi menggunakan rakitan x86. Tidak seperti perakitan di GCC, saya tahu tidak ada cara returnuntuk melakukan ini tanpa melibatkan overhead dalam hasilnya.

Sejauh yang saya tahu, kompiler C ++ mainstream harus memancarkan setidaknya peringatan untuk kode yang tampaknya tidak valid. Jika saya membuat badan pi()kosong, GCC / Dentang akan melaporkan peringatan, dan MSVC akan melaporkan kesalahan.

Orang menyebutkan pengecualian dan exitdalam beberapa jawaban. Itu bukan alasan yang valid. Entah melempar pengecualian, atau memanggil exit, tidak akan membuat fungsi eksekusi mengalir pada akhirnya. Dan kompiler tahu itu: menulis pernyataan melempar atau memanggil exitdalam tubuh kosong pi()akan menghentikan peringatan atau kesalahan dari kompiler.

Dalam keadaan apa itu tidak menghasilkan kesalahan? Jika ini menyatakan tipe kembali dan tidak mengembalikan sesuatu, itu terdengar seperti kesalahan bagi saya.

Satu-satunya pengecualian yang dapat saya pikirkan adalah main()fungsi, yang tidak memerlukan returnpernyataan sama sekali (setidaknya dalam C ++; Saya tidak memiliki salah satu standar C yang berguna). Jika tidak ada pengembalian, itu akan bertindak seolah-olah return 0;adalah pernyataan terakhir.

Sepertinya Anda perlu mengaktifkan peringatan kompiler Anda:

$ 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
$

Ini adalah pelanggaran kendala pada c99, tetapi tidak pada c89. Kontras:

c89:

3.6.6.4 returnPernyataan

Kendala

Sebuah returnpernyataan dengan ekspresi tidak akan muncul dalam fungsi yang jenis kembali void.

c99:

6.8.6.4 returnPernyataan

Kendala

Sebuah returnpernyataan dengan ekspresi tidak akan muncul dalam fungsi yang jenis kembali void. Sebuah returnpernyataan tanpa ekspresi akan hanya muncul dalam fungsi yang jenis kembali void.

Bahkan dalam --std=c99mode, gcc hanya akan memberikan peringatan (meskipun tanpa perlu mengaktifkan -Wflag tambahan , seperti yang diharuskan secara default atau dalam c89 / 90).

Edit untuk menambahkan bahwa di c89, "mencapai }yang mengakhiri fungsi sama dengan mengeksekusi returnpernyataan tanpa ekspresi" (3.6.6.4). Namun, dalam c99 perilaku tidak terdefinisi (6.9.1).