在C99中，我可以在哪里合法地声明变量？

Question

我第一次接触 C 语言时被告知要在函数顶部声明变量。现在我对该语言有了较强的掌握，我正在关注编码风格，尤其是限制变量的作用域。我已经阅读了关于限制作用域的好处的文章，并遇到了一个有趣的例子。显然，C99 允许您这样做...

for (int i = 0; i < 10; i++)
{
   puts("hello");
}

我曾经认为，变量的作用域由最内层的“周围”大括号{ }限制，但在上面的例子中，即使它在大括号外声明，int i的作用域似乎也受到for循环的大括号的限制。

我尝试使用fgets()扩展上面的示例来执行我认为类似的操作，但这两个示例都给了我语法错误。

所以，在C99中到底哪里可以合法地声明变量？for循环的例子是规则的例外吗？这是否也适用于while和do while循环？

注意：即使我可以在那里声明char数组，我也不确定这是否在语法上正确，因为fgets()正在寻找指向字符的指针，而不是指向80个字符数组的指针。这就是为什么我尝试了malloc()版本的原因。

- SiegeX

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无论是否合法，您都不应该像那样调用malloc，因为您没有检查它是否返回NULL，也不能释放您正在分配的堆内存，因为fpath立即超出了作用域。 - Jeff Hammond

至少在Linux上，malloc很少返回null。并不是说你不应该检查，但要记住从malloc得到指针并不意味着实际上有足够的可用内存来使用。 - graywolf

在C语言中变量声明的位置应该放在函数或者代码块的最顶部，这样可以防止一些意外的错误。当然，在C99标准中，也允许在任何位置进行变量声明。但是为了保证代码质量和可读性，我们还是建议尽可能将变量声明放在最顶部。 - MarcH

Answer 1

在C99中，你可以在需要的位置声明变量，就像C++允许你这样做一样。

void somefunc(char *arg)
{
    char *ptr = "xyz";
    if (strcmp(arg, ptr) == 0)
    {
        int abc = 0;    /* Always could declare variables at a block start */

        somefunc(arg, &ptr, &abc);

        int def = another_func(abc, arg);   /* New in C99 */
        ...other code using def, presumably...
    }
}

• 您可以在“for”循环的控制部分声明变量：

  for (int x = 0; x < 10; x++)    /* New in C99 */

在'while'循环或'if'语句的控制部分中不能声明变量。

不能在函数调用中声明变量。

显然，你可以（而且一直都可以）在任何循环或'if'语句后的块中声明变量。

C99标准规定：

6.8.5.3 for语句

语句为：

for ( clause-1 ; expression-2 ; expression-3 ) statement

以下是其行为方式:表达式expression-2是控制表达式，它在每次执行循环体之前进行评估。表达式expression-3在每次执行循环体后作为void表达式进行评估。如果clause-1是一个声明，则它声明的任何变量的作用域是剩余的声明和整个循环，包括另外两个表达式;它在执行顺序之前被执行以便在第一次评估控制表达式之前到达。如果clause-1是一个表达式，则它在第一次评估控制表达式之前作为void表达式进行评估。

- Jonathan Leffler

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感谢您提供详细的评论并引用标准。 - SiegeX

§6.8.5.3 很容易找到，但我没有找到在哪个§中允许随处声明变量。有什么线索吗？ - nowox

@nowox — C11 §6.8.3 复合语句：语法中将语句和声明列为块项列表中出现的块项的等效选项。函数体当然是一个复合语句。 - Jonathan Leffler

@nowox — 作为对比，C90 §6.6.2“复合语句或块”的定义将复合语句列为{ declaration-list(opt) statement-list(opt) }，因此在块中声明必须在所有语句之前。 - Jonathan Leffler

Answer 2

首先，我要注意的是您不应该混淆。

for (int i = 0; i < 10; i++) {
    puts("hello");
}

并且

fgets(char* fpath = malloc(80), 80, stdin);

第一个是控制结构，而第二个是函数调用。控制结构以一种与函数调用非常不同的方式评估其括号()内的文本。

第二个问题是...我不明白你所说的：

编译器将立即给出错误提示，如果您尝试在for循环体内使用i。

您列出的for循环代码是C语言中非常常见的结构，变量“i”确实应该在for循环体内可用。也就是说，以下代码应该可以工作：

int n = 0;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    n += i;
}

Am I misreading what you're saying?

- RHSeeger

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不，你没有看错，但显然我在我的问题中发布的SO链接上读到了一些不正确的信息，它说它不会编译。显然，更正确的陈述应该是如果不通过-std=c99传递给gcc，它将无法编译。您能否提供有关控制结构内文本评估与函数调用的更多见解，因为我认为这绝对是我问题的根源所在。 - SiegeX

你所链接的问题中，发布了一个带有逻辑错误的for循环的示例（请注意for循环末尾的分号），导致编译失败。这是一个常见的错误，在SO上有许多相关的问题。 - nos

Answer 3

关于您对for/fgets的困惑，最重要的一点是，在C语言中，“括号控制作用域”是正确的规则，但在C99（从C++借鉴而来）中，还有另一条规则涉及作用域，即在控制结构（例如for、while、if）的开头声明的变量将在结构体的主体中保留作用域（并且不在主体外部保留作用域）。请注意保留HTML标记。

- Tyler McHenry

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显然，这只适用于“for”循环，但对答案表示赞赏。 - SiegeX

哎呀。它在 C++ 中适用于 if 和 while，所以我猜想 C99 已经借用了整个东西，而不仅仅是 for 部分。 - Tyler McHenry