为什么 wctype.h 中的函数在没有 setlocale() 的情况下不起作用？

Question

我的设置：glibc 2.24、gcc 6.2.0、UTF-8 环境。

考虑以下示例：

#include <wchar.h>
#include <wctype.h>
#include <locale.h>
int main(void)
{
  setlocale(LC_CTYPE, "en_US.UTF-8");
  wchar_t wc = L'я'; /* 00000100 01001111 */
  if (iswlower(wc)) return 0;
  return 1;
}

编译并运行它：

$ gcc test.c
$ ./a.out; echo $?
0

现在删除setlocale() 并再次运行。结果不一样：

$ gcc test.c
$ ./a.out; echo $?
1

从技术上讲，这里不需要setlocale()，因为wctype.h 中的函数使用具有固定编码的宽字符。 （不用说，如果我们希望 ctype.h 中的函数能够正确处理非 ASCII 字符，并且如果我们使用 wchar.h 中的字符转换函数 - 设置外部编码，则需要 setlocale()。）

为什么没有setlocale()，这个例子就不能工作？

Answer 1

C 标准说：

7.25 宽字符分类和映射实用程序<wctype.h>

...

这些函数的行为受当前语言环境的LC_CTYPE 类别影响。

此外（5.2.1 字符集）

应定义两组字符及其相关的整理顺序： 写入了哪些源文件（源字符集），以及在 执行环境（执行字符集）。每组又分为一个 基本字符集，其内容由本子条款给出，以及一组零个或多个 特定于语言环境的成员（不是基本字符集的成员）称为 扩展字符。

然后（7.19 常用定义<stddef.h>）

wchar_t 这是一个整数类型，其值范围可以表示在支持的语言环境中指定的最大扩展字符集

的所有成员的不同代码

因此可能有许多扩展字符集，每个语言环境一个。因此，wchar_t 编码可能依赖于语言环境，因为编码是一组整数代码和一组字符之间的映射，而后者可能是依赖于语言环境的。

鉴于上述情况，<wctype.h> 必须依赖于区域设置。否则，标准将不得不强制要求有一个独立于语言环境的扩展字符集。

在这个特定的例子中，宽字符常量L'я'（一些整数代码）的值可能对应于C语言环境下扩展字符集的任何成员，也可能不对应。

至于 gcc 和 glibc 的特定行为，为了简单起见，它们总是使用 Unicode/ISO10646/UCS4 作为扩展字符集，在任何语言环境下。但是，它们不会在 C 语言环境下对扩展字符进行分类，因为标准允许它们不必这样做。 （接下来是一个疯狂的猜测）完整的 Unicode 分类表很大，只需要 ASCII 的程序不必为它们的使用付费。