如果在 main() 之后定义的函数中没有返回，为什么 C 中不需要函数原型？

Question

如果原型double cubenum(); 未在 C 中按要求声明，则如预期的那样，以下代码会生成错误。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    printf("Answer is: %f", cubenum(3.0));
    return 0;
}

double cubenum(double number){
    double result = number * number * number;
    return result;
}

而如果上面的 cubenum 定义被替换为以下定义而不返回，那么当未声明 cubenum 原型时它不会产生任何错误：

void cubenum(double number){
    double result = number * number * number;
    printf("Answer is: %f", result);
}

当原型被声明为 void cubenum();上面的 cubenum 定义没有返回它会产生以下错误：

||=== Build: Debug in xxx(compiler: GNU GCC Compiler) ===|
C:\xxx\main.c||In function 'main':|
C:\xxx\main.c|10|error: invalid use of void expression|
||=== Build failed: 1 error(s), 0 warning(s) (0 minute(s), 0 second(s)) ===|

第 10 行在测试时为：printf("Answer is: %f", cubenum(3.0));

所以，问题是：

为什么没有返回的函数，原型声明是不需要的，如果在上面的例子中声明会出错？

GCC 版本信息

gcc (MinGW.org GCC-6.3.0-1) 6.3.0

Answer 1

您编写程序的方式是非常古老 C 程序的特征，可追溯到 1980 年代或 1990 年代，在“原型”函数声明成为首选风格之前。直到今天，C 编译器仍在竭力让那些非常古老的程序继续工作，保留它们所依赖的语言特性，但这些特性从未被标准化，或者自 1989 年以来已从 C 标准中删除。

第一个程序完美正确的现代风格应该是这样的：

#include <stdio.h>

double cubenum(double);

int main(void)
{
    printf("Answer is: %f", cubenum(3.0));
    return 0;
}

double cubenum(double number)
{
    double result = number * number * number;
    return result;
}

带有cubenum、double cubenum(double);的原型前向声明

重要的是要了解double cubenum(); 不是C 中的原型声明，而是说cubenum 接受任何数量和类型 参数的声明。如果您想指定 cubenum 接受 no 参数，则必须编写 double cubenum(void); 这也是我将 int main() 更改为 int main(void) 的原因。

当您完全忽略前向声明时，

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("Answer is: %f", cubenum(3.0));
    return 0;
}

double cubenum(double number)
{
    double result = number * number * number;
    return result;
}

C 编译器看到一个对 cubenum 的调用，而之前根本没有声明它。这在我提到的那些非常古老的 C 程序中很常见。他们依赖于一个名为隐式声明的特性，它是原始 C 标准的一部分，但从 1999 年的修订版（通常称为“C99”）中删除。基本上，编译器假定程序员打算将int cubenum(); 写在main 之上，但懒惰地忽略了它。这意味着cubenum 接受任何数量和类型 的参数（不是不接受任何参数）并返回int。所以，暂时不考虑main，就像你写的一样

int cubenum();
double cubenum(double number) { ... }

并且编译器拒绝该程序，因为cubenum 的定义与（隐式）前向声明具有不同的返回类型。那部分我想你已经明白了。

现在，当您将 cubenum 更改为不返回任何内容时，您的完整程序是

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("Answer is: %f", cubenum(3.0));
    return 0;
}

void cubenum(double number)
{
    double result = number * number * number;
    printf("Answer is: %f", result);
}

隐式函数声明仍然是int cubenum()，函数定义的原型是void cubenum(double)。作为那些非常老的 C 程序的另一个兼容性特性，这些被认为是不是冲突的返回类型，并且编译器接受该程序。这是因为 void 类型是在 1989 年的 C 标准中发明的。在此之前编写的程序将改为给 cubenum 没有返回类型...

cubenum(number)
    double number;
{
    double result = number * number * number;
    printf("Answer is: %f", result);
}

... 从技术上讲，它声明它返回int！在 C89 之后，这些程序立即进行了更新，为它们的函数提供了 void 类型的无返回值，但同时停止依赖隐式声明的工作量太大，因此编译器产生了一个特殊情况，其中 @ 987654349@ 和 void foo() 被认为不冲突。

(顺便说一句，由于另一个向后兼容性考虑——“旧式函数定义”，你可以在上面的代码片段中看到——C 中的首选风格是将函数定义的左花括号放在自己的位置行，即使所有其他左大括号都被“拥抱”。）

最后，当您做将void cubenum(); 放在main 之上时，编译器才会正式意识到cubenum 什么也不返回。当它知道这一点时，它就知道printf("%f", cubenum(3.0)); 不正确，因为它使用了cubenum 不存在的返回值，并且它出于那个 的原因拒绝了该程序。

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您不应该在新程序中依赖任何这些向后兼容功能。我看到您使用的是 GCC，因此请将您的编译选项设置为：

-std=gnu11 -g -Og -Wall -Wpedantic -Wstrict-prototypes -Wold-style-definition -Werror

这将禁用几乎所有的向后兼容性功能。 （还有很多 warning options，您可能需要考虑打开更多。-Wwrite-strings 和 -Wextra 对于新代码 IMNSHO 特别有用。）（不要使用超一致性模式，@987654359 @，直到您对自己正在做的事情有更多了解；它会破坏系统标头，并且会启用您几乎肯定不想要的“三字形”错误功能。）

Answer 2

而如果上面的 cubenum 定义被替换为以下 没有返回的定义那么它不会产生任何错误 未声明 cubenum 原型：

因为当您没有显式声明函数时，一些 C 编译器会隐式声明。通常，它为返回类型和参数提供int。

一个足够好的编译器应该会告诉你隐式声明。

这很危险，因为编译器不知道函数的确切原型。所以你可能会得到一个非常不可预测的结果。

当原型被声明为 void cubenum();上面的立方数 没有返回的定义会产生以下错误：

这是另一个问题，因为您尝试将printf 的返回值设为void 函数。