如果 main() 之后定义的函数中没有 return，为什么 C 中不需要函数原型？

Question

double cubenum();正如预期的那样，如果原型未按 C 中的要求声明，则以下代码会生成错误。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    printf("Answer is: %f", cubenum(3.0));
    return 0;
}

double cubenum(double number){
    double result = number * number * number;
    return result;
}

然而，如果将上面的cubenum定义替换为以下定义而不返回，那么当未声明cubenum原型时，它不会生成任何错误：

void cubenum(double number){
    double result = number * number * number;
    printf("Answer is: %f", result);
}

当原型声明为 voidcubumum(); 时 使用上面的cubenum定义而不返回它会生成以下错误：

||=== Build: Debug in xxx(compiler: GNU GCC Compiler) ===|
C:\xxx\main.c||In function 'main':|
C:\xxx\main.c|10|error: invalid use of void expression|
||=== Build failed: 1 error(s), 0 warning(s) (0 minute(s), 0 second(s)) ===|

测试时第10行是： printf("Answer is: %f", cubenum(3.0));

所以，问题是：

为什么没有返回值的函数不需要原型声明，并且如果声明会在上面的示例中给出错误？

海湾合作委员会版本信息

gcc (MinGW.org GCC-6.3.0-1) 6.3.0

Answer 1

您编写的程序具有非常古老的C 程序的特征，可以追溯到 20 世纪 80 年代或 90 年代，当时“原型”函数声明成为首选风格。时至今日，C 编译器仍在竭尽全力让那些非常古老的程序继续运行，保留它们所依赖的语言功能，但这些功能从未标准化或自 1989 年以来已从 C 标准中删除。

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您的第一个程序的完美正​​确的现代风格将如下所示：

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#include <stdio.h>\n\ndouble cubenum(double);\n\nint main(void)\n{\n    printf("Answer is: %f", cubenum(3.0));\n    return 0;\n}\n\ndouble cubenum(double number)\n{\n    double result = number * number * number;\n    return result;\n}\n

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带有原型的前向声明cubenum，double cubenum(double);

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重要的是要理解这double cubenum();不是 C 中的原型声明，而是一个cubenum接受任意数量和类型参数的声明。如果您想指定不cubenum带任何参数，则必须编写 double cubenum(void);这也是我更改int main()为的原因int main(void)。

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当您完全省略前向声明时，

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#include <stdio.h>\n\nint main(void)\n{\n    printf("Answer is: %f", cubenum(3.0));\n    return 0;\n}\n\ndouble cubenum(double number)\n{\n    double result = number * number * number;\n    return result;\n}\n

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C 编译器会看到对 的调用cubenum，而之前根本没有声明它。这在我提到的那些非常古老的 C 程序中很常见。他们依赖于一种称为隐式声明的功能，该功能是原始 C 标准的一部分，但从 1999 年修订版（通常称为“C99”）中删除。基本上，编译器假设程序员本来想写int cubenum();上面的main内容，但懒惰地将其遗漏了。这意味着cubenum接受任意数量和类型的参数（而不是不接受参数）并返回int。所以，main暂时不考虑它，就像你写的

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int cubenum();\ndouble cubenum(double number) { ... }\n

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并且编译器会拒绝该程序，因为 的定义与cubenum（隐式）前向声明具有不同的返回类型。这部分我想你已经明白了。

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现在，当您更改cubenum为不返回任何内容时，因此您的完整程序是

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#include <stdio.h>\n\nint main(void)\n{\n    printf("Answer is: %f", cubenum(3.0));\n    return 0;\n}\n\nvoid cubenum(double number)\n{\n    double result = number * number * number;\n    printf("Answer is: %f", result);\n}\n

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隐式函数声明仍然是int cubenum()，函数定义的原型是void cubenum(double)。作为那些非常古老的 C 程序的另一个兼容性功能，这些被认为是不冲突的返回类型，并且编译器接受该程序。这是因为该类型void是在 1989 年 C 标准中发明的。在此之前编写的程序将根本cubenum不给出返回类型......

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cubenum(number)\n    double number;\n{\n    double result = number * number * number;\n    printf("Answer is: %f", result);\n}\n

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...从技术上来说，它宣告了它的回归int！C89 之后，这些程序立即得到更新，为没有返回值的函数提供 type void，但是同时停止依赖它们的隐式声明需要太多工作，因此编译器产生了一种特殊情况，其中int foo()和void foo()被认为不是发生冲突。

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（顺便说一句，由于另一个向后兼容性的考虑 \xe2\x80\x94 “旧式函数定义”，您可以在上面的代码片段中看到 \xe2\x80\x94 C 中的首选样式是将左大括号放在函数定义在其自己的行上，即使所有其他左大括号都是“拥抱”的。）

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最后，当您确实将其放在void cubenum();上面时main，只有这样编译器才正式意识到cubenum不返回任何内容。当它确实知道这一点时，它就知道这printf("%f", cubenum(3.0));是不正确的，因为它使用的是不存在的返回值cubenum，并且因此拒绝该程序。

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您不应该依赖新程序中的任何向后兼容性功能。我发现您正在使用 GCC，因此将编译选项设置为如下所示：

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-std=gnu11 -g -Og -Wall -Wpedantic -Wstrict-prototypes -Wold-style-definition -Werror\n

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这将禁用几乎所有向后兼容功能。（还有更多警告选项，您可能需要考虑打开更多警告选项。 -Wwrite-strings并且-Wextra对于新代码特别有用，恕我直言。）（请勿使用超一致模式，-std=c11除非您对您要执行的操作有更多了解。正在做的事情；它可能会破坏系统标头，并且会启用您几乎肯定不想要的“三字母”错误功能。）

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