通过引用发送指针时出现意外输出答案

【问题标题】：Unexpected output while sending a pointer by reference通过引用发送指针时出现意外输出
【发布时间】：2021-08-29 23:51:49
【问题描述】：

所以，我尝试了一些事情，并决定有意从应该返回 int 的函数中删除 return 语句。

我的猜测是，函数会返回一个垃圾值，程序会正常终止。

但是，程序陷入了无限循环。这是一个错误吗？还是我错过了什么？

我使用的编译器是 G++，GCC 版本 9.3.0，带有 GNU-G++-17 和 GNU-G++-14

#pragma GCC optimize("O1")
#include <iostream>

int f(int* &a)
{
    std::cout << *a;
    // return 0;
}

void solve()
{
    int *p = new int{7};
    f(p);
    delete p;
}

int main()
{
    solve();
}

编译器输出

777777777777777777777777777777777...(until it crashes...)

上述代码的 ideone 链接：https://ideone.com/j9m24N

PS：- O1、O2、O3、Ofast 的编译指示会发生这种情况，但O0 不会发生这种情况

我知道我们应该提供一个 return 语句，但我有兴趣知道我们得到这个输出的原因。

【问题讨论】：

为什么问题在未定义行为的情况下毫无意义。 “这是虫子吗？”是的，这是程序中的一个错误。
尽管有 UB，但 GCC 如何选择优化它仍然很有趣。如果您在switch-case 语句中不使用break;，但在此处的两个函数之间，它基本上会产生相同的问题。虽然不是特别有用，因为 UB 仍然很有趣
@Lala5th 没有return，没有asm ret 命令，f 落入solve 得到无限递归。
这似乎在clang 中处理得更好，而不是不编译（如 msvc），或者优化不产生返回（就像你在 gcc 中看到的那样，仍然不知道为什么只虽然打开了优化），它会生成ud2(undefined instruction)，因此程序不会失败。
@S.M.奇怪的是，它只通过优化来做到这一点。不确定这是有意的还是只是优化器之间的一些奇怪的游戏以及在 gcc 中如何处理 void 返回函数中的隐式返回语句

标签： c++ pointers g++

【解决方案1】：

这是一个错误吗？

是的。这是您的程序中的一个错误。

还是我错过了什么？

是的。您缺少 return 声明。

为什么我们会得到这个输出。

因为程序的行为是未定义的。这解释了 C++ 程序员需要了解的有关程序行为的所有内容，并且是我们在 C++ 语言范围内所能了解的所有内容。

我的猜测是，该函数会...

当程序的行为未定义时，您不能假设会有任何特定的行为。

要了解特定编译程序的作用，您需要阅读编译器生成的程序集。我能够重现该行为，这是一个简化：

f(int*&):
        ... instructions ...
solve():
        ... instructions ...
        call    f(int*&)

函数f 不包含ret 指令或任何其他会跳转到其他地方的指令。因此，执行继续到恰好是函数solve 的第一条指令的下一条指令。在solve 的末尾，我们调用f，这是我们开始的地方。我们最终得到了无限递归。

【讨论】：