C++函数调用与堆栈上压入/弹出的新块

Question

我正在阅读有关 C++ 中的变量作用域的内容，并遇到了一个有趣的块结构：

int main(int argc, char **argv) {
    int local;

    { // New level of scope
        int more_local;
    }

    return 0;
}

我知道变量在由右大括号 } 表示的每个块的末尾从堆栈中弹出。

我还读到，函数调用还将它们的变量压入堆栈，并在调用结束时终止，用大括号 } 表示：

void foo() {
    int more_local;
}

int main(int argc, char **argv) {
    int local;
    foo();

    return 0;
}

在这两种情况下堆栈的处理方式有何不同，以及两者的优点和缺点？

Answer 1

通过函数调用，您将返回地址压入堆栈并创建一个新的堆栈帧。如果您只是将部分代码括在花括号中，那么您就是在定义一个新范围，正如您所说。它们就像任何跟随控制语句（例如 if、for、while 等）的代码块一样。

这里不能真正谈论优点和缺点，因为这是两个完全不同的东西。在很多情况下，将代码块括在大括号中会受益，并且它会使代码更难以阅读。

Answer 2

好吧，您可以说您的第一个示例可以被视为内联函数。 ：P
但一般来说，函数调用和打开新的作用域彼此无关。
当您调用函数时，返回地址和所有参数都会被压入堆栈，并在函数返回后从堆栈中弹出。
当打开一个新的范围时，您只需在该范围的末尾调用该范围内所有对象的析构函数即可；决不能保证这些变量占用的实际空间立即从堆栈中弹出。可以，但该空间也可以简单地由函数中的其他变量重用，具体取决于编译器/优化器的想法。

Answer 3

int more_local; 在这两种情况下都将被放置在堆栈上。但第二种情况会有函数调用的开销。

我建议您考虑一下：

void foo()
{
    int local;

    { // New level of scope
        int more_local_1;
    }
    { // New level of scope
        int more_local_2;
    }
}

这里 more_local_1 和 more_local_2 可能共享相同的内存位置。一旦它用于
more_local_1 和 more_local_2 变量的第二个作用域。

Answer 4

• 局部作用域仍然可以访问其他局部变量，而函数必须显式传递它们需要使用的任何调用者变量

  • 传递变量是一件痛苦的事情，但有时它使代码更容易理解，以清楚地指示作用域操作实际所需的较小变量集（以及鼓励将操作分组为离散的功能单元，给定适当的函数名称和上下文相关的参数名称，然后它们就可以重用了）

• out-of-line函数调用还有一些其他堆栈空间&性能开销：返回地址、保存的寄存器、调用和返回指令

• 与函数作用域相比，局部作用域特别适合最小化保存重要资源（例如大量内存、线程、文件描述符和/或）的变量的作用域。锁：函数的级别越高、运行时间越长，及时清理它就越有用

  • 缩短变量生命周期还减少了程序员必须在心里“跟踪”以理解和维护代码的并发变量数量：越少越好

• 有时它并没有多大作用当您执行一组类似的操作时，必须选择任意不同的标识符是有意义的，因此某些本地作用域允许方便地“回收”标识符

• 本地作用域有点笨拙，会在源代码中占用“屏幕空间”，并增加缩进级别，因此最好在有特定理由时使用它们，而不是“只要可以”就使用它们

Answer 5

如果您观察这两个程序的汇编代码，似乎没有什么区别，因为编译器似乎会生成汇编代码，以在遇到左花括号或函数调用时在当前堆栈指针处推送新的堆栈帧并将该帧弹出一旦遇到右花括号或 return 语句。第二种情况的优点是您可以使用 return 语句将值返回给调用者函数。但不是第一种情况。