使用 GOTO 时对 StackFrames 有何影响？

Question

我正在关注内存布局和堆栈以了解堆栈帧..

作者很好地解释了堆栈帧，并说明了在给定时间点堆栈中的内容

他也在下面问了一些问题

• 假设一个程序进行了 5 次函数调用。堆栈上应该有多少帧？
• 我们看到堆栈线性向下增长，当函数返回时，堆栈上的最后一帧被释放并返回到未使用的内存。是否有可能将堆栈中间某处的帧返回到未使用的内存中？如果是这样，那对正在运行的程序意味着什么？
• goto() 语句可以导致堆栈中间的帧被释放吗？答案是否定的，但为什么呢？
• longjmp() 会导致堆栈中间的帧被释放吗？

以下是我尝试回答上述问题

• 假设一个程序进行了 5 次函数调用。堆栈上应该有多少帧？

如果函数相互独立，则只有主函数或主函数和调用函数会在堆栈中

我们看到堆栈线性向下增长，当函数返回时，堆栈上的最后一帧被释放并返回到未使用的内存。是否有可能将堆栈中间某处的帧返回到未使用的内存中？如果是这样，那对正在运行的程序意味着什么？

我认为这是不可能的，因为这可能会破坏内存

我不确定其余的问题。你能帮忙解决这个问题吗

如果您需要更多信息，请告诉我

Answer 1

假设一个程序进行了 5 次函数调用。堆栈上应该有多少帧？

6、最多（假设在调用所有函数之前没有函数返回）。一对main()，一个用于每个函数调用。

我们看到堆栈线性向下增长，当函数返回时，堆栈上的最后一帧被释放并返回到未使用的内存。是否有可能将堆栈中间某处的帧返回到未使用的内存中？如果是这样，那对正在运行的程序意味着什么？

不，因为堆栈是一种不允许随机访问删除的数据结构。您只能从堆栈中弹出。

goto() 语句可以导致堆栈中间的帧被释放吗？答案是否定的，但为什么呢？

因为它会改变堆栈展开。使用 goto 退出代码块不会解开堆栈，这是您应该（几乎）永远不要使用 goto 的原因之一。阅读什么是堆栈展开？但是，请注意这是与 C++ 相关的，正如 Antti 提到的，在 C 中 goto out of block 是明确定义的。

longjmp() 会导致堆栈中间的帧被释放吗？

我想是的，因为这是一个空间案例。但这与我的第二个答案有点矛盾。

当通过 setjmp/longjmp 执行“非本地转到”时，不会发生正常的“堆栈展开”。因此，也不会发生任何所需的清理操作。

来自 C 的 longjmp() 函数（有关基础知识，请参阅setjmp.h的维基百科条目）。longjmp()沿着栈向下跳转到相应的 setjmp()，跨越与中间一样多的栈帧。与我们将看到的其他方法不同，longjmp()不会遍历帧列表，它只是一次全部爆炸，肆意无视它们可能包含的任何珍贵或美丽的东西。

在此处阅读更多相关信息。

longjmp()将堆栈返回到先前用 保存的状态setjmp()。如果中间的任何框架被删除，那么下面的所有框架也将被删除；即longjmp，正如 Klas 所提到的，在 a 之后堆栈中不会有“洞” 。