为什么C语言中函数返回值是一个语句？

Question

表达式生成一个值，语句改变机器的状态，也就是产生了副作用。然而，我一直在阅读函数返回值是一个语句。如果我调用一个返回空值的函数，那么这会如何改变机器的状态呢？或者说，如果我调用一个返回非空值但不使用它的函数，那么这将如何改变任何状态？

我就是不明白为什么“return”是一个语句？

来源:《编程语言概念》第3.4.1节 语句和表达式, 第26页，剑桥大学出版社

- SLN

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请问您愿意引用类似“语句会改变机器状态”这样的泛泛而谈的说法的来源吗？例如，考虑if(0) abort();，它确实是一个C语句。简短的回答是，return是一个语句，因为编程语言定义它如此。请引用那些泛泛而谈的陈述（例如“语句会改变机器状态”）的来源。例如，考虑if(0) abort(); 这个语句确实是一个C语句。简单来说，return是一个语句，因为编程语言将其定义为语句。 - dxiv

这是无意义的。有许多声明没有副作用。 - Nate Eldredge

你想太多了。 - selbie

另一方面，您可以考虑程序流程是机器状态的一部分（例如其程序计数器）。return语句肯定会改变这种状态。 - Nate Eldredge

这里我想充当一下“恶魔的代言人”（或者类似的角色）：return 是一个语句还是关键字？毫无疑问，return;（请注意第七个字符）是一个语句。 - Adrian Mole

Answer 1

它改变了调用栈和程序计数器。它将返回值放在一个已知的位置（取决于调用约定）。

即使您不使用返回值，编译器仍然需要将其存储在某个地方，因为它可能被未知的不同编译器单元调用。

- Lou Franco

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C语言是否有一个机器模型，它要求堆栈必须存在？ - einpoklum

是的。这个答案说它改变了**调用栈(call stack)，而不是硬件栈(hardware stack)**。C标准为函数调用定义的语义——先进后出——构成了一个抽象数据结构称为栈的行为。 C实现必须以至少有限的方式实现某种形式的栈。 - Eric Postpischil

@einpoklum 是和不是。这取决于你所说的“堆栈”是什么意思。对于具有自动存储期限（在函数内定义的非静态对象）的对象，必须存在某种先进后出的结构。但是，并没有要求将此结构作为一段从一端增长和缩小的连续内存来管理。 - Keith Thompson

Answer 2

语句可以改变机器的状态

但并非所有语句都会改变状态，在C语言中有一些语句没有副作用。

语句也是一种语法结构 - 它与是否具有副作用无关，而是与它在语言语法中的位置有关。

- John Bode

Answer 3

当程序运行时，CPU需要跟踪代码的位置。这是通过一个称为“寄存器”的东西来完成的，它被称为程序计数器、指令指针、地址寄存器或其他类似名称之一。

与任何其他寄存器或内存位置中的值一样，这个值构成了“机器状态”的一部分。此外，它可能是关于运行程序最重要的“状态”。

当您的程序执行return语句时，这个“地址寄存器”中的值会改变，变成对应于从中返回的函数调用后紧随其后的代码片段的值。

return语句几乎总是会更改许多其他寄存器的状态，例如堆栈指针（如果使用）将被重置为调用函数之前的值。

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注意：我在这里极度简化了涉及调用（和返回）函数的CPU级别、运行时机制；然而，“示例”将有望说明return语句必须影响“机器的状态！”

- Adrian Mole