为什么这个 C 程序符合并运行

Question

出于对typedef 的定义和范围的好奇，我在下面的 2 个 .c 文件中编写了 C 代码：

main.c

#include <stdio.h>

int main()
{
    int a = 5, b = 6;
    printf("a = %d, b = %d\n", a, b);
    swap(&a, &b);
    printf("a = %d, b = %d\n", a, b);
}

swap.c

typedef T;

void swap(T* a, T* b)
{
    T t = *a;
    *a = *b;
    *b = t;
}

令我惊讶的是，代码文件可以使用 Visual Studio C 编译器 (cl.exe /Tc main.c swap.c) 进行编译

程序运行正常！据我了解，typedef 需要 2 个参数，但为什么这段代码会编译并运行呢？

为了进一步分析，在主函数中，我声明了另外 2 个浮点变量，并在交换了 2 个整数后也尝试交换两者，但这一次编译失败（使用 cl.exe）。令人惊奇的是，代码可以用 Tiny C (tcc.exe main.c swap.c) 编译和运行，所以它就像模板方法一样工作！

Answer 1

Typedef 实际上是一个声明（它为现有类型创建别名），绝不限于两个“参数”。请参阅Typedef Declarations (C) 和Fundamental typedef operand syntax。

如果你写typedef T;，你就是在声明 T 是一个未指定的类型（在 C89 规范中称为“无指定类型”）。这有点像#define X 定义了X（也只是非常少，但从概念上讲这可能会对您有所帮助），但预处理器会将其替换为空字符串（即删除X）。

所以，typedefing T 是未指定的，这使得 swap 函数的参数为​​未指定类型。

您在此处看到的是 在 C89 中（但不是 C99，它会导致未定义的行为 - 对比 ANSI 3.5.2 与 ISOC99 6.7.2），未指定类型默认为int，这就是为什么您的方法适用于整数但不适用于 Visual Studio 中的浮点数（可能默认情况下它不允许隐式整数类型）。不过，如果您不使用 -Werror，GCC 将使用浮点数编译它，您可能应该使用它。

我强烈建议打开一些警告：gcc 中的-Wall 会吐出以下内容

swap.c:1:9: warning: type defaults to ‘int’ in declaration of ‘T’ [-Wimplicit-int]

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它在浮点数上“工作”的原因是因为浮点数和整数在您的机器上可能具有相同的大小（32 位）。试试双倍。或字符。或短。

swap真的是这样的：

void swap(int *a, int *b)
{
    int t = *a;
    *a = *b;
    *b = t;
}

有你的呼唤

swap((int*)&a, (int*)&b);

尝试一下并自己比较结果。

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编辑：我刚刚在 tcc 中尝试过。遗憾的是，-Wall 不会提醒您注意隐式 int 类型。

Answer 2

在 C90 中（这是 MSVC 在编译 C 代码时遵循的基准），可能的类型说明符之一是（C90 6.5.2 “类型说明符” - 已添加重点）：

• int、signed、signed int 或 无类型说明符

因此，如果声明中没有提供类型说明符（包括 typedef），则类型默认为 int。这通常称为“隐式 int”声明。请注意，C99 删除了对隐式 int 的支持（默认情况下，GCC 仅在 C99 模式下编译时对此发出警告）。

你的类型定义：

typedef T;

相当于：

typedef int T;

所以你的swap() 定义相当于：

void swap(int* a, int* b)
{
    int t = *a;
    *a = *b;
    *b = t;
}

当调用尚未声明或原型化的函数时（如在 main.c 中调用 swap() 时发生的情况），编译器会将默认参数提升应用于算术参数并假设函数返回int。您对swap() 的调用传递了两个int* 类型的参数，因此不会发生提升（它们是指针参数，而不是算术）。这恰好是 swap() 的定义所期望的，因此函数调用有效（并且是明确定义的行为）。

现在，调用代码期望 swap() 返回 int，因为没有看到任何声明，并且您的 swap() 函数没有返回任何内容 (void)。这是未定义的行为，但在这种情况下没有明显的问题（尽管它仍然是代码中的错误）。但是，如果您更改swap() 的定义，使其返回int：

int swap(int* a, int* b)
{
    int t = *a;
    *a = *b;
    *b = t;
}

未定义的行为消失了，即使swap() 似乎没有返回任何东西。由于在调用站点没有对结果进行任何处理，因此 C90 允许函数以表达式返回。 C90 允许这样做是为了支持没有 void 类型之类的预标准代码。