本地函数声明有什么用处吗？

Question

大多数像我这样的C++程序员在某个时刻都犯过以下错误：

class C { /*...*/ };

int main() {
  C c();     // declares a function c taking no arguments returning a C,
             // not, as intended by most, an object c of type C initialized
             // using the default constructor.
  c.foo();   // compiler complains here.

  //...
}

现在当你知道错误后，它似乎非常显而易见。但我想知道除了你可以这样做之外，是否有任何明智的用途来声明这种本地函数 - 特别是因为没有办法在同一块中定义这样的本地函数; 你必须在其他地方定义它。

我认为Java风格的本地类是一个相当不错的功能，我经常使用它们，特别是匿名类型。即使是本地C++类（可以具有内联定义的成员函数）也有一些用处。但是这种未定义的本地函数声明对我来说似乎非常尴尬。它只是C语言遗留问题吗？还是有某些更深层次的用例我不知道？

编辑：对于那些不信的人：C c()不是函数指针声明。

这个程序

int main()
{
  void g();
  cout << "Hello ";
  g();
  return 0;
}

void g()
{
  cout << "world." << endl;
}

输出 Hello world. 这个程序。

void fun()
{
  cout << "world." << endl;
}

int main()
{
  void g();
  g = fun;
  cout << "Hello ";
  g();
  return 0;
}

编译不通过。gcc 报错：

error: cannot convert 'void ()()' to 'void ()()' in assignment

Comeau 报错：

error: expression must be a modifiable lvalue

- Tobias

---

请注意，GCC错误信息是错误的（已知的错误）。它应该输出“error: cannot convert 'void ()' to 'void ()' in assignment”，但实际上它错误地解析了类型标识符（type-id）。 （它应该说“void()”，而不是返回函数的函数（非法类型）的函数“void()()”） - Johannes Schaub - litb

相关问题：https://dev59.com/1EfSa4cB1Zd3GeqPAMtY - Johannes Schaub - litb

我不确定gcc错误消息是否是一个bug，实际上你可以用额外的一对括号void（g）()声明函数，当处理函数指针时需要使用它：void * g() 是返回 void* 的函数，而 void（* g）() 是指向类型为void（）()的函数的指针，即不带参数且不返回任何内容的函数。 - Tobias

@Tobias，就是这个问题。虽然void(a)();是允许的，但如果您删除标识符，则必须删除多余的括号，因为它将被视为函数声明符。如果考虑到派生，就会变得清晰：函数：（）返回函数：（）（），返回void: void()（）这是一种无效类型。您可以添加用于绑定运算符的括号。就像您可以说：函数：（）返回函数：（（））（）返回void：void（（））（）。或指针：，到函数：（）（），返回void：void（*）（）（当然，这是有效的）。 - Johannes Schaub - litb

请随意告诉他们以便修复：http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=36002 - Johannes Schaub - litb

Answer 1

我唯一能想到的用途是减少函数声明的作用域：

int main()
{
    void doSomething();
    doSomething();
    return 0;
}

void otherFunc()
{
    doSomething();  // ERROR, doSomething() not in scope
}

void doSomething()
{
    ...
}

当然，有更好的解决方案。如果您需要隐藏一个函数，您应该通过将函数移动到单独的模块中来重构代码，以便需要调用您想要隐藏的函数的功能都在同一个模块中。然后，您可以通过声明为静态（C）或将其放置在匿名命名空间中（C++方式）使该函数成为模块本地。

- Adam Rosenfield

Answer 2

正如這個答案中的第三個片段所說，它可以幫助處理作用域遮蔽。

#include <stdio.h>

void c(); // Prototype of a function named ``c''

int main() {

    c(); // call the function

    { // additional scoppe needed for C, not for C++
        int c = 0; // shadow the c function with a c integer variable
        c++;
        {
            void c(); // hide the c integer variable back with the c function
            c();
        }
        ++c;
    } //!

    return 0;
}

void c() {
    printf("Called\n");
}

我认为这种用法不太可能经常有用，并且有可能在任何设计良好的程序中都不会出现。

我仍然认为这是该功能最可能的原因，晚些时候定义函数就像变量一样并不合适。

- ofavre

Answer 3

这是一个前向声明的原型。如果你有很多本地函数，或者本地函数按照定义顺序相反互相调用，那么你可能需要它。

- chaos

---

我不理解你在这里的观点：在你的用例中，我只会在源文件的开头（甚至是某个私有头文件中）声明所有函数，然后愉快地实现它们。为什么我需要在一个函数内部声明另一个函数呢？ - Tobias

Answer 4

我认为唯一合理的使用场景是，允许编译单元中的一个函数知道另一个编译单元中定义的函数。这种情况下可以考虑使用，但我认为这已经有些过度了。

- Rob K

---

但是为什么要在另一个函数的定义内部声明一个函数（而不是在函数定义外部或头文件中声明）？ - Tobias

就像我说的那样，只有该函数才能看到它。 - Rob K

Answer 5

当我想将本地函数声明作为参数传递给其他函数时，我希望C语言也能支持这个特性。在其他语言中，我经常这样做的原因是为了封装数据结构的实现。

例如，我定义了一些数据结构，比如树或图，我不想暴露其内部实现的细节，因为我可能想要更改或变化它。因此，我会公开访问器和修改器函数以及遍历函数来迭代元素。遍历函数的参数是一个操作元素的函数；遍历函数的任务是对每个元素执行参数函数，并可能以某种方式汇总结果。现在，当我调用遍历函数时，参数函数通常是依赖于本地状态的一些专门操作，因此应该定义为本地函数。将包含本地状态的变量的函数推到外部成为全局函数，或者将其放入专门创建的内部类中，都很丑陋。但这是我在C和Java中遇到的问题，而不是C++。

- reinierpost

---

好的，你是说这是C语言的遗留问题，在C ++中已经失去了它的作用？ - Tobias

并不完全是这样。我实际上对C++并不够熟练，无论是否使用模板，都无法确定我通常会如何处理这种情况。迭代器在C++中很常见，但关于接受函数作为参数的遍历方法，我不太确定。 - reinierpost

更新：请参见https://dev59.com/kkvSa4cB1Zd3GeqPe30e。 - reinierpost

如果本地函数声明是非法的，那么我需要做的就是这样的（示例代码会更好）：在这里使用本地声明。 - Jon

Answer 6

有时候我这么做是出于与我们被鼓励在第一次使用变量之前（而不是之前）声明变量的同样原因，即为了提高可读性。（是的，我意识到对于变量来说更重要，因为它使您免于在您认为的第一次使用之前检查变量是否已使用）。将原型（特别是如果它比c()更复杂）靠近函数调用可以提高可读性。特殊情况C c()对人类来说具有误导性是不幸的，但是在本地声明函数的一般想法是有价值的。

当然，对于已经在作用域中的函数名称也是如此。为什么不在每次使用之前重新声明每个函数？我的答案是：适度处理所有事情。过多的杂乱会影响可读性（以及可维护性-如果函数签名发生变化）。因此，虽然我不会制定规则，但有时在本地声明函数很有用。

- Ari

---

你有做过吗？你认识有人做过吗？我不认识，如果你能提供一些真实世界的例子就太好了。这将非常有趣。 - Tobias

我有一点模糊的记忆，好像确实做过一两次，但我不记得具体的情况了。问题是我调用的大多数函数都是类方法，所以这种情况相当罕见。 - Ari

Answer 7

如果你想区分声明不带参数的函数和实例化具有默认析构函数的类，请省略括号。

class C
{
  public:
    void foo() {}
};


int main()
{
    // declare function d, taking no arguments, returning fresh C
    C d();

    // instantiate class (leave parenthesis out)
    C c;
    c.foo();

    // call declared function
    C goo = d();

    return 0;
}

C d()
{
    C c;
    // ..
    return c;
}

- ralphtheninja

---

我的问题不是如何实例化一个对象，而是，你为什么要以这种方式声明函数d（与在main之外声明它相比）？ - Tobias