有没有办法在不添加到调用堆栈的情况下调用函数？答案

【问题标题】：Is there a way to call a function without adding to the call stack?有没有办法在不添加到调用堆栈的情况下调用函数？
【发布时间】：2025-12-31 19:00:01
【问题描述】：

我有一些 goto-laden C++ 代码，看起来像

#include <stdlib.h>
void test0()
{
    int i = 0;
loop:
    i++;
    if (i > 10) goto done;
    goto loop;
done:
    exit(EXIT_SUCCESS);
}

我想去掉gotos，同时（主要）保留原始代码的外观；或多或少地排除了for、while 等（除非它们隐藏在宏后面），因为这会过多地改变现有代码的外观。想象一下，想要最小化现有代码和更改代码之间的“差异”。

一个想法是使用带有方法的类：

class test1 final
{
    int i = 0;
    void goto_loop()
    {
        i++;
        if (i > 10) goto_done();
        goto_loop();
    }
    void goto_done()
    {
        exit(EXIT_SUCCESS);
    }
public:
    test1() { goto_loop(); }
};

这可行，但每次调用 goto_loop() 都会添加到调用堆栈中。有什么方法可以进行类似exec 的函数调用吗？也就是说，以某种方式调用“内联”函数...执行附加代码而不添加到调用堆栈？有没有办法使尾递归显式？

使用 C++20（甚至 C++23）是可以接受的，尽管 C++17 解决方案会“不错”。

对于所有想知道“为什么”的人真正的原码是BASIC...

【问题讨论】：

为什么没有while 或for 循环？
for (int i = 0; ++i <= 10;) { } 怎么样？
对不起，我不同意这出戏。当您的代码展开到带有两个标签的 goto 时，您的代码看起来与 for 循环非常相似，因此您的带有两个功能的版本是更剧烈的变化恕我直言
“但是对goto_loop() 的每次调用都会添加到调用堆栈中。”。没必要，尾调用优化可以申请那种递归。
@JackBrown 您已将基于循环的解决方案更改为基于递归的解决方案。在我看来，这比将 goto 方法更改为 for 或 while 循环更具侵入性。

标签： c++ recursion goto

【解决方案1】：

听起来你想ensure tail call optimization。目前没有标准的方法来做到这一点，但如果你使用 Clang 你可以use the clang::musttail 属性。

【讨论】：

@JackBrown 也许很好，或者你可以使用setjmp，但这比goto 还要糟糕。

【解决方案2】：

循环可能会保留代码结构：

void test2()
{
    int i = 0;
    for (;;) {
        i++;
        if (i > 10) break;
        continue;
    }
    exit(EXIT_SUCCESS);
}

就算

void test3()
{
    for (int i = 0; i < 11; ++i) {
        /*Empty*/
    }
    exit(EXIT_SUCCESS);
}

会更惯用（假设一些有用的代码，因为循环实际上是无用的）。

【讨论】：

【解决方案3】：

我的解决方案是编写一个停止递归的exec() 例程：

template<typename Func>
void exec(const Func& f)
{
    using function_t = Func;
    static std::map<const function_t*, size_t> functions;
    const auto it = functions.find(&f);
    if (it == functions.end())
    {
        functions[&f] = 1;
        while (functions[&f] > 0)
        {
            f();
            functions[&f]--;
        }
        functions.erase(&f);
    }
    else
    {
        functions[&f]++;
    }
}

使用该实用程序，我可以或多或少地保留现有代码的外观

class test4 final
{
    int i = 0;
    void goto_loop_() {
        i++;
        if (i > 10) goto_done(); } 
    void goto_loop() { goto_loop_(); static const auto f = [&]() { goto_loop(); }; exec(f); }
    void goto_done()
    {
        exit(EXIT_SUCCESS);
    }
public:
    test4() { goto_loop(); }
};

（使用 lambda 避免了指向成员函数的麻烦。）

【讨论】：