编译器从哪里开始读取？

Question

这是一个小程序：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    f();
    system("pause");
}

void f() {
    static int x = 20 ;
    class tester {
    public :
        tester() {
            cout << x ;
        }
    } x1;
}

我遇到了这个错误：错误 C3861：未找到标识符"f"

如果我把函数f放在main函数上面，我就能得到想要的输出结果。

为什么会这样呢？我被告知程序执行从main函数开始。按照这个逻辑，第一种情况下代码也应该运行。

编译器是如何开始读取程序的？

- Suhail Gupta

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从上到下，你的f()在最底部，当然它看不见它。 - Adrian

@vBx 你说得好像所有的语言在引用之前都需要定义一样。试着用Python写一下这个，看看会发生什么。 - Michael Mrozek

Answer 1

我被告知程序的执行从主函数开始。

这正是关键所在。

编译器从 main 开始，然后看到对 f() 的调用，它之前没有遇到过（因为它是在后面定义的），所以不知道该怎么处理。

如果你想在 main 之后定义 f，可以在其前面放置一个函数原型，例如

#include <iostream>
using namespace std;

void f(); // <--- This tells the compiler that a function name f will be defined

int main() {
f();
system("pause");
}

void f() {
static int x = 20 ;
class tester {
public :
    tester() {
        cout << x ;
    }
} x1;
}

- nico

Answer 2

程序编译和执行的开始是两个不同的阶段。

执行从main函数开始。

编译从文件的开头开始，编译器不会“跳来跳去”查找所需的代码片段，而是按线性顺序读取输入（我猜这与C++语法非常复杂有关）。

当编译器在解析文件的某个点时，它只知道到该点为止已经声明或定义了什么¹。

因此，发明了函数原型（以及一般的非定义声明）：在文件开头通常放置所有在文件中定义的函数的原型，通常在#include指令之后或在一个单独的包含文件中。原型告诉编译器这些函数将稍后被定义，并指定函数签名（即名称、参数、返回值）。

原型与普通函数相同，但没有函数体，用分号代替²。例如，在您的代码中，可以编写如下原型：

void f();

main函数之前。

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1. IIRC（如果我没记错）有一些放宽规定的情况，允许编译器“等待”一些声明来实现某些模板魔法，但这与本题无关。

2. 在原型中，通常也不写参数的名称，只留下它们的类型（在函数定义中也可以这样做，但除非你有一个不使用的形式参数，否则在那里没有太多意义）。尽管如此，我还是喜欢将参数名称作为文档留在那里。

- Matteo Italia

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你的第二点有些误导性；在函数定义中，你同样可以省略参数的名称。显然，你不能引用一个没有名字的参数，因此也不能使用它的值。 - MSalters

@MSalters：不知道那个，我会修复答案。 - Matteo Italia

Answer 3

为了能够调用函数，它必须在代码中的早期阶段进行声明。这只是语言规则的一部分，旨在帮助编译器。

您可以使用以下方法在较早的位置进行函数声明：

void f();

然后像您所做的那样，在主函数之后定义它。

- sje397

Answer 4

编译器从顶部开始读取并向下阅读。您需要类似以下的内容：

#include <iostream>
using namespace std;

void f();

int main() {
f();
system("pause");
}

void f() {
static int x = 20 ;
class tester {
public :
    tester() {
        cout << x ;
    }
} x1;
}

- John Boker

Answer 5

在编译过程中，当编译器在评估 main() 时，需要提前知道 f() 是什么，才能生成正确的汇编代码来调用该函数。这就是为什么在这种情况下需要将其放置在 main() 前面的原因。

作为替代方案，您可以在 main() 之前声明 f() 的原型，以便编译器知道它是一个本地函数，在您的文件的其他位置声明：

void f(); // prototype

int main() 
{
  // .. code ..
}

void f() // implementation of f()
{
 // .. code ..
}

- karlphillip

Answer 6

不，编译器必须在使用之前至少看到f()的声明。C++代码文件是一个简单的文本文件，必须由编译器从开头到结尾进行读取。

- Nico