如何释放C中的调用堆栈？

Question

我创建了一个使用 RDP（递归下降解析器）的计算器来解析和评估数学表达式“例如：5 cos(30) -5 (3+5)”。问题是我还尝试包含像“config”这样的命令，它可以让用户配置角度单位（Gra、Rad、Deg）。而这里我发现了代码设计的问题。

调用堆栈的简化示例：

int main()
{
   parseexpr()
    {
       parseterm()
       {
          parsefactor()
          {
              parsecommand() or parsefct() or parsenumber();
          }

       }
    }
}

现在当用户输入“config”命令时。我想让他配置计算器（配置位于 .txt 文件内），然后跳回“main()”（他会被要求再次输入表达式），因为通过调用返回会出现问题堆栈，因为我需要一个返回值，而“parsecommand()”无法返回。

我的问题是如何清理调用堆栈，以便我可以通过“goto”语句直接返回到 main ？

Answer 1

我的问题是如何清理调用堆栈，以便我可以通过“goto”语句直接返回到 main ？

不要那样做。这实际上就是所谓的“XY问题”。

正确的做法是这样的：

• 将所有这些函数放在它们自己的模块中，我们称之为parse.h / parse.c。

• 提出parse.h一个由该模块中所有适用函数使用的结果/错误类型。就像是：

  typedef enum
  {
    /* whatever results that may make sense: */
    PARSE_OK,
    PARSE_BAD_FORMAT,
    PARSE_DIV_BY_ZERO,
    ...
  } parse_result_t;
  

• 适用的函数定义为：

  parse_result_t parse_expr (/* parameters */);
  

  需要返回的任何值都作为指针参数传递。

• 在嵌套的多个函数调用中，每个函数都会检查结果，如果不正确，则向调用者返回错误代码。通常，在出现错误时不修改值参数被认为是良好的做法。

错误的、非常糟糕的做法替代方案是利用setjmp/ longjmp，它们是实际存储和恢复调用堆栈和其他类似变量的低级函数。因此理论上可以在标准 C 中实现，但这些函数是不好的做法，因为：

• 在正确设计的程序中，每个函数都不知道谁调用了它。它只知道它将调用自己的哪些函数。正确设计的程序是一个树形依赖结构，main()位于最顶部。
• 通过结果变量提供有关为什么某些内容失败的信息可以实现各种错误检查/处理，而不仅仅是“哎呀，出了问题”。
• 通过使用返回值而不是全局状态变量，这些函数是线程安全且独立的。
• 通过使函数自包含，就不存在与不相关函数或变量的“紧密耦合”。例如，如果我选择你的解析库，我不希望出现一些奇怪的链接器错误，指的是jmp_buf缺少某些全局变量，然后我应该以某种方式在 main() 中实现它。或者更糟糕的是：为了链接parse.c我还必须链接main.c. 这种紧密耦合的依赖关系既不可移植也不可维护，几乎在所有可以想象的方面都是糟糕的。
• 自 20 世纪 60 年代以来，无条件跳转到程序中不相关的部分就被认为是不好的编程（“GoTo 被认为是有害的”），并被称为“意大利面条编程”——类比是你的程序将开始像一盘意大利面条，其中一根链可能最终会到达其他地方某个意想不到的、不相关的位置。非常难以阅读和维护。
• setjmp/longjmp附带一长串危险和潜在的未定义行为。