当main()调用main()时，栈帧会发生什么？

Question

请考虑以下代码：

#include <stdio.h>

int main()
{
    static int counter=5;

    printf ("Counter = %d\n", counter);

    if (counter--)
    {
        main();
    }

    return 0;
}

编译：

gcc test.c -ansi -Wall –pedantic

执行：

[root@mars home]# ./a.out 
Counter = 5
Counter = 4
Counter = 3
Counter = 2
Counter = 1
Counter = 0

这里的 main() 函数在调用自身。

似乎每次 main() 被自身调用时，原始的堆栈帧都会被覆盖。

但是返回地址将是什么？函数能够返回到自己的堆栈帧吗？

请帮我澄清这个疑问。

谢谢。

- Sandeep Singh

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int counter 被声明为 static，因此它不会被分配在函数的栈上，而是在全局堆上分配。 - alk

除此之外，堆栈不会被覆盖。每次调用函数时都会推入一个新的堆栈，并在返回时弹出。 - stijn

@alk 我不小心点了赞。静态变量既不在堆栈中分配，也不在堆中分配。它们通常位于数据段中，具有初始化和未初始化（BSS）两个不同的部分。但是，这可能因实现而异。 - fkl

Answer 1

不会被覆盖，这是一个正常的函数调用（在这种情况下是递归）。您可能会因为counter变量而感到困惑。该变量被声明为静态，这意味着它只会初始化一次，因此下面的行只会“执行”一次：

static int counter=5;

换句话说，你可以将你的counter想象成一个全局变量，只初始化一次（值为5）。在每次调用main时，它会递减，直到达到零。之后所有的main函数返回，因此堆栈会被unwinded（与普通函数调用相同）。

- sirgeorge

Answer 2

在许多计算机语言中，这是很常见的，被称为“递归”。每次调用函数时都会创建一个新的堆栈帧，因此不会发生重写。

外部main()的返回地址与通常一样是运行时库。内部main()的返回地址是外部main()。

在您的示例中模糊了界限的一件事是，您将counter声明为静态的。这意味着它在数据段中分配，而不是在堆栈中（如评论中所解释的），因此每个main()的调用共享相同的counter实例。

- Ian Goldby

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不一定在堆上。很可能只是一个全局变量。 - Alexey Frunze

谢谢，是的，我有一种感觉堆栈不太对，但当我写那个时脑子一片空白。 - Ian Goldby

实际上，从不在堆上分配内存，因为堆需要显式清除。它通常是数据段的一部分，具有初始化和未初始化值（BSS）的单独部分。 - fkl

Answer 3

简短回答：这是一个简单的递归案例。因此，它将分配新的堆栈帧而不会覆盖先前的帧。

长回答：
当 main() 调用 main() 时，堆栈帧会发生什么：
C 不会将 main 与任何其他函数区分开来。这只是一个简单的、正常的递归案例。 'main' 只是特殊的，因为编译器附带的默认 crt0.asm（或者在您的编译器中叫什么名字）在基本初始化完成后（如堆栈指针等）调用 main。
除了这个区别之外，main 没有任何特殊之处。

- anishsane