c++ - 函数调用中的堆栈分配

Question

当您调用函数时，如果传递给函数的参数不是数组，或者不是有意使用与号 (&) 符号按引用传递，则这些参数将按值传递。例如，

void boo (int a, int b) {}

int main() {
    int var1 {1};
    int var2 {2};

    boo(var1,var2);

    return 0;
}

在此场景中，整型变量 var1 和 var2 的值被复制到函数参数 a 和 b 并存储在为 boo() 函数分配的堆栈帧中。我的问题是:

如果我写

void boo (int a, int b) {}

int main() {
    boo(1,2);

    return 0;
}

整数文字1和2是否未存储在main()堆栈帧中，因为它们现在是右值？

如果我改为写

void boo (int &a, int &b) {}

int main() {
    int var1{1};
    int var2{2};

    boo(var1,var2);

    return 0;
}

参数a和b仍然作为某种后台存储在boo()函数的堆栈帧中吗？或者它们现在只是对实际参数 var1 和 var2 的引用？

Answer 1

您编写的代码不是针对您的CPU的指令。它是针对您的编译器的说明。阅读此答案后，您可能会说您的代码只是一个简化的示例，但与您的编译器相同，我只能使用您提供的内容。编译器将您的代码转换为机器指令，这些指令具有 C++ 标准中为您的代码指定的可观察行为。

您的代码:

void boo (int a, int b) {
}

int main() {

    int var1 {1};
    int var2 {2};

    boo(var1,var2);

    return 0;
}

与此具有完全相同的可观察行为:

int main() {}

整数文字不得存储在任何地方。它们甚至不需要出现在可执行二进制文件中。对于代码中的其他代码示例也是如此。欲了解更多详情，请参阅What exactly is the "as-if" rule?和 Storage of literal constants in c++ .

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为了便于说明，请考虑一个不同的示例:

int main() {
    return [](int x){
        int sum = 0;
        for (int i=0;i<x;++i) sum += i;
        return sum;
    }(5);
}

我希望它足以证明打开优化的 gcc 会产生以下输出，而不是在语言律师的基础上讨论它:

main:
        mov     eax, 10
        ret

文字5没有存储在任何地方。如果您愿意，可以尝试将 int x = 5; 传递给 lambda，这不会产生任何影响。正如 PaulMcKenzie 在评论中提到的，您可以将带有循环的 lambda 转换为递归函数，您仍然会看到相同的效果:任何地方都没有 5。

Gcc 正确地认识到上述代码的可观察行为是(用简单的英语术语):“从 main 返回 10”，因此它产生了执行此操作的输出。现在你问“5 存储在哪里？”但该代码只是描述从 main 返回 10 的复杂方式，并且不需要在任何地方存储 5。