递归函数返回值的问题

33@11 2013-11-23 09:41:38

前几天写了个哈西表的程序，里面用到的递归。由于是看着书上的算法写的，虽然程序的功能实现了，可关于递归还是有些不懂。然后我回家敲些关于递归函数的程序，发现其中存在好奇妙的关系,下面是我的代码和编译后的截图，希望和大神交流一下经验。

#include<stdio.h>

int main()

{

        int digui(int i);

        int i;

        scanf("%d",&i);

        i=digui(i);

        printf("i=%d\n",i);



}

int digui(int i)

{

        int d=0;

        d=i+1;

        printf("d=%d\n",d);

        if(d==10)

        {

                return(d);

        }

        else

        {

                i=digui(d);

        }

//        printf("i=%d    i is address=%d\n",i,&i);          #1

//        return(i);         #2

}

当运行上面的程序时，结果是

这个我不大理解的是，在当d=10时，它返回d给上一层的i，可是当执行了“i=digui（d）”后，然后怎么搞呢？是编译器自己默认自己return吗？它把谁的值return呢？（根据编译结果知道是把i的值return是吧，可是问题在后面呢？）
在当我在递归函数后面加上“printf("i=%d i is address=%d\n",i,&i); ”这句代码时编译结果完全不同了，下面是截图：

当d=10时，它返回d给上一层的i，于是执行了“printf("i=%d i is address=%d\n",i,&i); ”这句代码，结果是i=10，然后就又是上一层的i了，又执行“printf("i=%d i is address=%d\n",i,&i); ”这句代码，可是结果是i=29。就这样直到栈的清空。为什么会出现这样的结果？多加了一句貌似与程序无关的代码，却使程序的结果发生了重大变化。
最后当我在程序的又加了句“return(i); ”这样使程序的结果又回到了以前我所预料到的情况。下面是截图：

这上面的问题我实在是搞不大懂，希望大神指点一下。
谢谢！！

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赵4老师 2013-11-29

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引用 19 楼 baichi4141 的回复:

首先，很多返回值使用EAX寄存器来返回，所以在这个例子里，因为你没有指定返回什么数值，调用该函数的地方就自动把函数退出后EAX寄存器中残留的数值当做返回值了。也就是说，你函数中最后使用EAX寄存器来保存的是什么值，它就认为你返回了什么值。至于29是怎么来的——printf函数返回的是打印出的字符数29。digui函数里没有使用这个返回值，也没有执行其他操作来覆盖它，于是这个值就在EAX寄存器里一直保留到了函数退出。然后，这段代码是非法代码，在任何一个高级一点的编译器上都直接通不过编译！因为必须有返回值，这是语言标准规定的，跟是否使用EAX这个实现应该完全脱离关系。VC6.0是一个很方便的工具，但它实在太老了，要知道它诞生的时候不管是C99还是C++标准都还没有确定。所以别用它较真，否则倒霉的是你自己！

充分证明：

眼过千遍不如手过一遍！
书看千行不如手敲一行！
手敲千行不如单步一行！
单步源代码千行不如单步对应汇编一行！

你怎么了熊吉 2013-11-25

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这个程序不对吧，else里面没有return 一般来说比较常见的递归格式是


int digui(int i)
{
        if(...)
        {
                return ...;
        }
        else
        {
                return digui(...);
        }
}

另外对递归过程的理解是纯粹的逻辑问题，就看能不能想明白，为此研究汇编实现没什么必要

赵4老师 2013-11-25

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“给定一个小点的输入，完整单步跟踪(同时按Alt+7键查看Call Stack里面从上到下列出的对应从里层到外层的函数调用历史)一遍。”是理解递归函数工作原理的不二法门！递归函数关注以下几个因素 ·退出条件 ·参数有哪些 ·返回值是什么 ·局部变量有哪些 ·全局变量有哪些 ·何时输出 ·会不会导致堆栈溢出

33@11 2013-11-25

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引用 13 楼 xiaohuh421 的回复:

你可以这样理解. 每递归一次, 函数名都增加一个序列号, 即你把递归想成每次调用的都是不同的函数,只是内部代码相同. 你调用一次函数, 肯定会执行到返回, 那么自然就会一层一层的返回了, 最终返回到外部调用的地方. 因为每次调用, 都会有压栈操作. 所以函数返回地址和参数都是在栈里面的. 利用这个原理, 你完全可以把递归转换成循环来做, 在某些栈递归层次过深, 会导致栈溢出的情况下, 这就可以解决.

正解

33@11 2013-11-25

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引用 12 楼 czarten 的回复:

这个程序不对吧，else里面没有return 一般来说比较常见的递归格式是
int digui(int i)
{
        if(...)
        {
                return ...;
        }
        else
        {
                return digui(...);
        }
}
另外对递归过程的理解是纯粹的逻辑问题，就看能不能想明白，为此研究汇编实现没什么必要

觉得还是学学汇编吧！老师也挺建议我们学的。作为软件专业的学生

xiaohuh421 2013-11-25

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你可以这样理解. 每递归一次, 函数名都增加一个序列号, 即你把递归想成每次调用的都是不同的函数,只是内部代码相同. 你调用一次函数, 肯定会执行到返回, 那么自然就会一层一层的返回了, 最终返回到外部调用的地方. 因为每次调用, 都会有压栈操作. 所以函数返回地址和参数都是在栈里面的. 利用这个原理, 你完全可以把递归转换成循环来做, 在某些栈递归层次过深, 会导致栈溢出的情况下, 这就可以解决.

33@11 2013-11-25

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引用 19 楼 baichi4141 的回复:

首先，很多返回值使用EAX寄存器来返回，所以在这个例子里，因为你没有指定返回什么数值，调用该函数的地方就自动把函数退出后EAX寄存器中残留的数值当做返回值了。也就是说，你函数中最后使用EAX寄存器来保存的是什么值，它就认为你返回了什么值。至于29是怎么来的——printf函数返回的是打印出的字符数29。digui函数里没有使用这个返回值，也没有执行其他操作来覆盖它，于是这个值就在EAX寄存器里一直保留到了函数退出。然后，这段代码是非法代码，在任何一个高级一点的编译器上都直接通不过编译！因为必须有返回值，这是语言标准规定的，跟是否使用EAX这个实现应该完全脱离关系。VC6.0是一个很方便的工具，但它实在太老了，要知道它诞生的时候不管是C99还是C++标准都还没有确定。所以别用它较真，否则倒霉的是你自己！

深入浅出

baichi4141 2013-11-25

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首先，很多返回值使用EAX寄存器来返回，所以在这个例子里，因为你没有指定返回什么数值，调用该函数的地方就自动把函数退出后EAX寄存器中残留的数值当做返回值了。也就是说，你函数中最后使用EAX寄存器来保存的是什么值，它就认为你返回了什么值。至于29是怎么来的——printf函数返回的是打印出的字符数29。digui函数里没有使用这个返回值，也没有执行其他操作来覆盖它，于是这个值就在EAX寄存器里一直保留到了函数退出。然后，这段代码是非法代码，在任何一个高级一点的编译器上都直接通不过编译！因为必须有返回值，这是语言标准规定的，跟是否使用EAX这个实现应该完全脱离关系。VC6.0是一个很方便的工具，但它实在太老了，要知道它诞生的时候不管是C99还是C++标准都还没有确定。所以别用它较真，否则倒霉的是你自己！

cheung189 2013-11-25

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沒有返回值

還是第一次見到這事情,越界就常見

33@11 2013-11-25

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引用 16 楼 zhao4zhong1 的回复:

“给定一个小点的输入，完整单步跟踪(同时按Alt+7键查看Call Stack里面从上到下列出的对应从里层到外层的函数调用历史)一遍。”是理解递归函数工作原理的不二法门！递归函数关注以下几个因素 ·退出条件 ·参数有哪些 ·返回值是什么 ·局部变量有哪些 ·全局变量有哪些 ·何时输出 ·会不会导致堆栈溢出

牛人啊！上次就是听了你的解答才下定决心学汇编

33@11 2013-11-24

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引用 10 楼 Adol1111 的回复:

[quote=引用 9 楼 u012510962 的回复:] [quote=引用 7 楼 Adol1111 的回复:] [quote=引用 5 楼 u012510962 的回复:] 谢谢指教！！正是因为对c语言其中的不理解，现在正在自学《汇编语言》。在我发这个帖子的时候我已经知道上面那个程序是存在问题的，因为函数在后面没有return，我只是没有明确上面那个递归函数是不是是自己默认返回一个值，返回是那个是随机取一个变量，还是与程序中的某些信息有关？

嗯，学一下汇编还是有好处的，很多问题都可以根据生成的汇编码来理解。不过有一个问题要注意下，汇编码本身是否是跟实现本身有关的？就是说换一个环境，汇编码就不同了？学语言不应该去遵循实现来学习，应该按照提供的标准来学习。至于里面的一些难点疑惑，可以结合汇编的形式来解决。[/quote] 我也是刚开始学汇编的，对于汇编的环境什么的不大懂。您上面说的“就是说换一个环境，汇编码就不同了”指的是pc机16位、32位、和64位的环境吗？ “学语言不应该去遵循实现来学习”这点我是非常的同意，现在正是学习的时候不是要靠实现代码来完成任务。 “应该按照提供的标准来学习”提供的标准是指语言内在的规定，语言库中支持的语句吗？真的谢谢您的解答，在大学的学习道路上有你们这些前辈的指点真的胜过老师的十节课。[/quote] C/C++生成的汇编码跟32位机器、64位机器有关，也和编译器本身有关。不同的编译器生成的编译语句有关，有时候还会因为开优化选项而发生变化。但是汇编和C/C++甚至其他编译语言都是息息相关，因为所有的编译代码最后都要转成机器语言，所以通过汇编的形式去了解这个语言也是一种形式。汇编可以有助于加深对语言的了解不假，但是首先要区分，哪些是因为编译器不同、环境不同造成的，如果你错误的把实现当做标准，可能在移植上会吃苦头。给你举个最常见的例子，置顶贴里有一个例子，比如：int a=0;int i=(++a)+(a++)+(++a)，你能说下i的值是多少吗？你可以去利用汇编去了解，也可以通过其他方法去解释，但是标准里明确的说明这是未定义行为，其实现取决于编译器本身。所以你看到的汇编码，在不同的编译器下都是不同的。[/quote] 哦，首先谢谢您的详细讲解。您上面所要告诉我的是：不要把代码的实现当作标准去看，也不要认为反汇编后的汇编代码就是实现这个程序的标准形式，有时候根据环境的不同，相同的代码会反汇编出不同的汇编语句。在我们学习语言的同时汇编只是起到了辅助的作用，当我们不能理解代码的运行时可以看反汇编代码帮助我们更好的理解。

Adol1111 2013-11-24

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引用 9 楼 u012510962 的回复:

[quote=引用 7 楼 Adol1111 的回复:] [quote=引用 5 楼 u012510962 的回复:] 谢谢指教！！正是因为对c语言其中的不理解，现在正在自学《汇编语言》。在我发这个帖子的时候我已经知道上面那个程序是存在问题的，因为函数在后面没有return，我只是没有明确上面那个递归函数是不是是自己默认返回一个值，返回是那个是随机取一个变量，还是与程序中的某些信息有关？

33@11 2013-11-24

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引用 7 楼 Adol1111 的回复:

[quote=引用 5 楼 u012510962 的回复:] 谢谢指教！！正是因为对c语言其中的不理解，现在正在自学《汇编语言》。在我发这个帖子的时候我已经知道上面那个程序是存在问题的，因为函数在后面没有return，我只是没有明确上面那个递归函数是不是是自己默认返回一个值，返回是那个是随机取一个变量，还是与程序中的某些信息有关？

33@11 2013-11-24

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引用 6 楼 Adol1111 的回复:

给你看段，也就是函数返回值的问题：
i=digui(d);
00D63A96  mov         eax,dword ptr [d]  
00D63A99  push        eax  
00D63A9A  call        digui (0D61429h)  
00D63A9F  add         esp,4  
00D63AA2  mov         dword ptr [i],eax //就是把eax的值写入i中
从这里可以看出，return语句其实就是把需要return的值压入eax中，然后到调用的地方读取这个值。因为printf本身也是一个函数调用嘛，所以你可以猜测下，调用了printf后eax的值改变了，应该是printf返回了一个值。写一句c=printf("i=%d\n i is address=%d\n",i,&i); 然后printf("%d\n",c);看看就知道了。结果可以看出，c的值就是你返回给i值。我查了下，printf()的返回值就是打印的字符串长度，你可以去验证下。

正如你所说的。谢谢啊！！

Adol1111 2013-11-23

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引用 5 楼 u012510962 的回复:

谢谢指教！！正是因为对c语言其中的不理解，现在正在自学《汇编语言》。在我发这个帖子的时候我已经知道上面那个程序是存在问题的，因为函数在后面没有return，我只是没有明确上面那个递归函数是不是是自己默认返回一个值，返回是那个是随机取一个变量，还是与程序中的某些信息有关？

嗯，学一下汇编还是有好处的，很多问题都可以根据生成的汇编码来理解。不过有一个问题要注意下，汇编码本身是否是跟实现本身有关的？就是说换一个环境，汇编码就不同了？学语言不应该去遵循实现来学习，应该按照提供的标准来学习。至于里面的一些难点疑惑，可以结合汇编的形式来解决。

Adol1111 2013-11-23

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给你看段，也就是函数返回值的问题：

i=digui(d);
00D63A96  mov         eax,dword ptr [d]  
00D63A99  push        eax  
00D63A9A  call        digui (0D61429h)  
00D63A9F  add         esp,4  
00D63AA2  mov         dword ptr [i],eax //就是把eax的值写入i中

从这里可以看出，return语句其实就是把需要return的值压入eax中，然后到调用的地方读取这个值。因为printf本身也是一个函数调用嘛，所以你可以猜测下，调用了printf后eax的值改变了，应该是printf返回了一个值。写一句c=printf("i=%d\n i is address=%d\n",i,&i); 然后printf("%d\n",c);看看就知道了。结果可以看出，c的值就是你返回给i值。我查了下，printf()的返回值就是打印的字符串长度，你可以去验证下。

33@11 2013-11-23

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引用 3 楼 Adol1111 的回复:

我问你个问题，比如这个函数
void swap(int a,int b){
    int t=a;
    a=b;
    b=t;
}

int main(){
    ……
    swap(a,b);
    ……
}
你觉得主函数调用了swap(a,b)之后回到那里了？当然是main调用swap的地方咯当然，如果你说的是你的函数是一个有返回值的函数，但是里面却没有返回语句的话，或者说只有一条在if语句中的return语句的话。那么这个函数仍然可以执行，但是如果在java或者C#就会有一个error就是没有所有路径都有返回值。也就是说C++允许这种写法，但是会返回什么值要看编译器的实现了，具体看一下汇编嘛，应该是某个寄存器的残留值。这个的确是不合理的，你的想法是对的。

谢谢指教！！正是因为对c语言其中的不理解，现在正在自学《汇编语言》。在我发这个帖子的时候我已经知道上面那个程序是存在问题的，因为函数在后面没有return，我只是没有明确上面那个递归函数是不是是自己默认返回一个值，返回是那个是随机取一个变量，还是与程序中的某些信息有关？

Adol1111 2013-11-23

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发现前面一半和你的问题有点无关，算了...

Adol1111 2013-11-23

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我问你个问题，比如这个函数


void swap(int a,int b){
    int t=a;
    a=b;
    b=t;
}

int main(){
    ……
    swap(a,b);
    ……
}

你觉得主函数调用了swap(a,b)之后回到那里了？当然是main调用swap的地方咯当然，如果你说的是你的函数是一个有返回值的函数，但是里面却没有返回语句的话，或者说只有一条在if语句中的return语句的话。那么这个函数仍然可以执行，但是如果在java或者C#就会有一个error就是没有所有路径都有返回值。也就是说C++允许这种写法，但是会返回什么值要看编译器的实现了，具体看一下汇编嘛，应该是某个寄存器的残留值。这个的确是不合理的，你的想法是对的。

33@11 2013-11-23