万恶之源：C语言中的隐式函数声明

1 什么是C语言的隐式函数声明

在C语言中，函数在调用前不一定非要声明。如果没有声明，那么编译器会自己主动依照一种隐式声明的规则，为调用函数的C代码产生汇编代码。以下是一个样例：

int main(int argc, char** argv)
{
    double x = any_name_function();
    return 0;
}

单纯的编译上述源代码。并没有不论什么报错，仅仅是在链接阶段由于找不到名为any_name_function的函数体而报错。

[smstong@centos192 test]$ gcc -c main.c
[smstong@centos192 test]$ gcc main.o
main.o: In function `main':
main.c:(.text+0x15): undefined reference to `any_name_function'
collect2: ld 返回 1

之所以编译不会报错，是由于C语言规定，对于没有声明的函数，自己主动使用隐式声明。

相当于变成了例如以下代码：

int any_name_function();
int main(int argc, char** argv)
{
    double x = any_name_function();
    return 0;
}

2 带来的问题

2.1 隐式声明函数名称恰好在链接库中存在，但返回非int类型

前面给出的样例。并不会造成太大影响。由于在链接阶段非常easy发现存在的问题。

然而以下这个样例则会造成莫名的执行时错误。

#include <stdio.h>
int main(int argc, char** argv)
{
    double x = sqrt(1);
    printf("%lf", x);
    return 0;
}

gcc编译链接

[smstong@centos192 test]$ gcc -c main.c
main.c: 在函数‘main’中:
main.c:6: 警告：隐式声明与内建函数‘sqrt’不兼容
[smstong@centos192 test]$ gcc main.o

执行结果

1.000000

编译时会给出警告，提示隐式声明与内建函数’sqrt’不兼容。gcc编译器在编译时可以自己主动在经常使用库头文件（内建函数）中查找与隐式声明同名的函数，如果发现两者并不同样。则会依照内建函数的声明原型去生成调用代码。这往往也是程序猿预期的想法。

上面的样例中隐式声明的函数原型为：

int sqrt(int);

而相应的同名内建函数原型为：

double sqrt(double);

终于编译器依照内建函数原型进行了编译。达到了预期效果。

然而gcc编译器的这样的行为并非C语言的规范，并非全部的编译器实现都有这样的功能。

同样的源代码在VC++2015下编译执行的结果却是：

VC++编译

warning C4013: “sqrt”没有定义；如果外部返回 int

执行结果

2884223.000000

显然。VC++编译器没有没有所谓的“内建函数”，仅仅是简单的依照隐式声明的原型，生成调用sqrt函数的代码。由于返回类型和參数类型的不同。导致错误的函数调用方式。产生莫名奇异的执行时错误。

对着这样的情况，由于返回类型的不同，两种编译器都可以给出警告信息，至少能引起程序猿的注意。而以下这样的情况，则更加隐蔽。

2.2 隐式声明函数名称恰好在链接库中存在。且返回int类型

測试代码例如以下：

#include <stdio.h>

int main(int argc, char** argv)
{
    int x = abs(-1);
    printf("%d", x);
    return 0;
}

此时。由于隐式声明的函数原型与gcc的内建函数原型全然同样。所以gcc不会给出不论什么警告，结果也是正确的。

而VC++则仍然会给出警告：warning C4013: “abs”没有定义。如果外部返回 int。

不管怎样，隐式声明的函数原型与库函数全然同样，所以链接执行都是没有问题的。

以下，略微修改一下代码：

#include <stdio.h>

int main(int argc, char** argv)
{
    int x = abs(-1,2,3,4);
    printf("%d", x);
    return 0;
}

gcc下编译链接没有不论什么报错。

gcc编译链接

[smstong@centos192 test]$ gcc -c main.c
[smstong@centos192 test]$ gcc main.o

可见。gcc的内建函数机制并不关心函数的參数。仅仅是关心函数的返回值。

vc++编译链接

warning C4013: “abs”没有定义；如果外部返回 int

尽管这个样例的执行结果都是正确的，可是这样的正确是“碰巧”的，由于额外的函数參数并没有影响到结果。这样的偶然正确是程序中要避免的。

3 编程中注意事项

C语言的隐式函数声明。给程序猿带来了各种困惑，给程序的稳定性带来了非常坏的影响。不知道当初C语言设计者是怎样考虑这个问题的？

* 为了避免这样的影响，强烈建议程序猿重视编译器给出的关于隐式声明的警告，及时通过包括必要的头文件来消除这样的警告。*

对于gcc来说。前面给出的那个abs(-1,2,3,4)的特殊样例。编译器根本不会产生不论什么警告，仅仅能靠程序猿熟悉自己调用的每个库函数了。

为了避免这样的问题，在C语言的C99版本号中，不管怎样都会给出警告。如gcc使用C99编译上述代码。

gcc -std=c99编译

[smstong@centos192 test]$ gcc -c main.c -std=c99
main.c: 在函数‘main’中:
main.c:5: 警告：隐式声明函数‘abs’

而C++则更严格，直接抛弃了隐式函数声明，对于未声明函数的调用，将直接无法通过编译。

g++编译

[smstong@centos192 test]$ g++ main.c
main.c: In function ‘int main(int, char**)’:
main.c:5: 错误：‘abs’在此作用域中尚未声明

vc++编译（作为C++)

error C3861: “abs”: 找不到标识符

在函数强类型这一点上。C++确实比C更严格，更严谨。