这是递归环境下的编译器优化吗

is this compiler optimization in context of recursion?

本文关键字：编译器 优化 递归 环境      更新时间：2023-10-16

我使用尾部递归编写阶乘，这里有一个问题。我原来的功能看起来像这个

代码片段A

#include <stdio.h>
int main(void)
{
 int n = 0;
 printf("Enter number to find factorial of : ");
 scanf("%d",&n);
 printf("fact == %dn",fun(n,1));
 return 0;
}
int fun(int n, int sofar)
{
 int ret = 0;
 if(n == 0)
  return sofar;
 ret = fun(n-1,sofar*n);
 return ret;
}

然而，即使我不使用return，它仍然有效。这并不完全合理，因为我只在基本情况下返回值。假设n＝＝5，则在基本情况下将返回120。但是，从第四次调用返回到第三次调用的内容无法预测，因为我们没有像代码片段A中那样明确指定任何返回。

代码段B

int fun(int n, int sofar)
{
 int ret = 0;
 if(n == 0)
  return sofar;
 ret = fun(n-1,sofar*n);
}

我认为上面的工作是因为某种编译器优化？因为如果我将printf语句添加到代码片段B中，它将不再工作。

代码片段C

 int fun(int n, int sofar)
    {
     int ret = 0;
     if(n == 0)
      return sofar;
     ret = fun(n-1,sofar*n);
     printf("now it should not workn");
    }

可能是printf导致某些东西从堆栈中删除？请帮我理解这一点。

不从应该返回值的函数返回值是未定义的行为。

如果运气好的话，那么这不是一个优化，而是这些自动分配的值是如何存储的以及存储在哪里的巧合。

我们可以推测为什么这是有效的，但没有办法给出明确的答案：在没有return语句的情况下到达返回值函数的末尾并使用返回值是未定义的行为，无论是否进行优化。

这在编译器中"起作用"的原因是，编译器使用的返回机制恰好在函数结束时具有正确的值。例如，如果编译器在代码中最后一次计算所用的同一寄存器(即ret = fun(n-1,sofar*n)(中返回整数，那么正确的值将意外加载到返回寄存器中，从而屏蔽未定义的行为。

它之所以有效，是因为返回值几乎总是存储在特定的CPU寄存器中(x86的eax(。这意味着，如果不显式返回值，则不会显式设置返回寄存器。因此，它的值可以是任何值，但通常是最后一个调用函数的返回值。因此，用myfunc()结束函数几乎可以保证具有与return myfunc();相同的行为(但它仍然是未定义的行为(。

以下是计算"something"的原因。

对printf((的调用有一个返回值(很少使用(打印的字符数(包括制表符、换行符等(

在"C"代码段中，printf((返回23。

"int"返回的值总是在同一个寄存器中返回。

printf((将该寄存器设置为23。

因此，返回了一些内容，但没有从堆栈中删除任何内容。

它之所以在B中起作用，是因为返回值很可能是在架构上的寄存器中传递的。因此，通过递归的所有层返回(或者如果编译器将整个过程优化为迭代(，没有任何东西会触及该寄存器，您的代码似乎可以工作。

不同的编译器可能不允许这种情况发生，或者您的编译器的下一个版本可能会以不同的方式对此进行优化。事实上，编译器可以删除大部分函数，因为它可以假设，由于未定义的行为不会发生，这一定意味着函数中似乎发生未定义行为的部分永远不会到达，并且可以安全地删除。

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