C语言中的局部函数声明机制是什么？

Question

C语言中的局部函数声明机制是什么？

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在gcc中似乎允许本地函数声明，我在这里找到了一个相关的讨论：Is there any use for local function declarations?

然而，我的问题是：它是否符合ISO C标准？如果是，如何解释以下现象，从而使人感到困惑：

int main(void) {
    int f(void);
    f();
}
void g(void) {
    /* g has no idea about f. It seems that the decl is limited within its
     * scope */
    f(); 
}
int f(void) {}

while

int main(void) {
    int f(void);
    f();
}
void f(void); /* error because disagreement with the local declaration (local
             declaration goes beyound its scope?) */
void f(void) { /* definition here */ }

根据C99标准：函数名属于同一命名类别。因此，我们需要讨论作用域机制来解释这个问题。但是如何呢？

实际上，我正在进行编译器课程项目，需要我们实现简化版的C编译器。我试图处理这种情况，但是感到困惑。

编辑：我知道C是面向过程的，并且要求函数名唯一。但是这种局部声明风格使情况变得清晰，很难理解其原则/规则。

- Determinant

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你应该将它解析为 "{local {function declaration}}"，而不是 "{{local function} declaration}"。声明是局部的，而不是函数。 - Kerrek SB

@Determinant 对不起，我误解了你的问题。因此我已经删除了我的答案。在main中的函数声明和它外部的函数声明不共享作用域。然而，你有两个不同类型的同名声明。你只能有一个f函数定义。 - ajay

@ajay 没关系，谢谢你的帮忙 :) - Determinant

@Determinant 我认为问题不在于与本地声明的不一致，因为它们不共享作用域。问题是你不能在main内部和外部调用f，因为只能有一个f的定义，并且它不能匹配两个声明，因为它们具有不同的返回类型。 - ajay

@Determinant 这是完全有可能的，因为我没有看到你代码中的其他问题。你应该展示更多的代码，这样我们才能重现错误。这是完全诊断问题的唯一方法。 - ajay

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3个回答

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要修复第二个示例，您需要在主函数中声明具有正确返回类型的f。

int main(void) {
    void f(void);  // function declaration
    f(); // calling function
}  // scope of f ends here

void f(void) {}

这样你就告诉编译器要找什么，然后它确实会找到。希望能帮到你。

- Dabo

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由于 f 的作用域结束了，它如何与全局声明冲突？我知道 C 是过程导向的，并且要求函数名唯一，这是常识。但是这种局部声明风格会搅乱清晰的情况，让我很难理解它的规则。 - Determinant

在使用函数之前，您需要告诉编译器它是什么类型的函数。您可以在 main 之前放置全局原型，也可以在使用函数之前定义函数本身，或者使用适当的返回类型放置本地声明，这些都是使事情正常工作的合法方法。 - Dabo

顺便问一下，你明白为什么当函数原型与函数定义不相符时会出现错误吗？例如，你有一个int foo(void);原型和char foo(void){}函数。你声明了某些东西，但后来没有定义它。这与本地函数声明完全相同。你声明了返回int的f，但实际上并没有这样的f。 - Dabo

抱歉，但我认为您并没有很清楚地理解我的问题。我要为我的英语表达道歉。 - Determinant

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本地的extern声明确实像函数外部的声明一样工作，只是范围有限，或者可以说就像本地的static声明一样，只是该实体可以通过链接外部访问。

为什么？嗯，为什么不呢？这只是将声明和extern说明符的一般规则推广到特定上下文的推论。

我无法回忆起曾经（故意）使用过本地的extern函数声明，但有几次我使用了本地的extern变量声明来添加调试变量。 extern声明可以放置在某些高度嵌套的代码中，并将数据传递给另一个TU中的调试打印机。

- Potatoswatter

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可以查看英文原文，
原文链接

- david.pfx · Accepted Answer

ISO C和C++都允许局部函数声明。在每种情况下，函数声明的作用域在局部作用域结束时结束。然而，函数声明及其定义具有外部链接性，因此它们仍然需要被链接器接受。

在您的示例中：

int main(void) {
 int f(void);
 f();
}
void f(void);
void f(void) {  }

这段代码可以在C或者C++中编译通过。在C中，它应该会连接（通常情况下），但是在C++中，由于“类型安全链接”，它将无法连接。对于int f(void)，会有一个未解决的外部引用。

C标准包含以下内容。n1570/S6.7.1/7:

函数标识符的声明具有块作用域，不得具有显式的存储类说明符，除了extern之外。

很明显，允许显式声明局部函数。

n1570 S6.2.2/5关于外部链接：

如果函数标识符的声明没有存储类说明符，则其链接方式与extern存储类说明符一样确定。如果对象的文件作用域标识符的声明没有存储类说明符，则其链接是外部的。

因此，局部函数声明具有外部链接。这是显然的：如果它们具有内部或没有链接，它们就无法链接到任何东西。