C 语言中的嵌套函数

在编程语境中，术语嵌套指的是将一个特定的编程元素封装在另一个类似的元素中。与嵌套循环、嵌套结构等类似，嵌套函数是用来描述一个或多个函数在另一个函数中的使用的术语。

什么是词法作用域?

在 C 语言中，无法在另一个函数中定义一个函数。简而言之，C 语言不支持嵌套函数。一个函数只能在另一个函数中声明(而不是定义)。

当一个函数在另一个函数中声明时，这被称为词法作用域。词法作用域在 C 语言中无效，因为编译器无法到达内部函数的正确内存位置。

嵌套函数的用途有限

嵌套函数定义无法访问周围块的局部变量。它们只能访问全局变量。在 C 语言中，有两种嵌套作用域:局部 和 全局。因此，嵌套函数的用途有限。

示例:嵌套函数

如果您想创建一个如下所示的嵌套函数，则会生成错误 -

#include <stdio.h>

int main(void){

   printf("Main Function");

   int my_fun(){
   
      printf("my_fun function");
      
      // 嵌套函数
      int nested(){
         printf("This is a nested function.");
      }
   }
   nested();
}

输出

运行此代码时，您将收到错误 -

main.c:(.text+0x3d): undefined reference to `nested'
collect2: error: ld returned 1 exit status

嵌套函数的 Trampolines

GNU C 扩展支持嵌套函数。GCC 使用一种名为 trampolines 的技术来实现获取嵌套函数的地址。

Trampoline 是在运行时获取嵌套函数地址时创建的一段代码。它要求在函数声明中以关键字 auto 为前缀。

示例 1

请看以下示例 -

#include <stdio.h>

int main(){

   auto int nested();
   nested();

   printf("In Main Function now
");

   int nested(){
      printf("In the nested function now
");
   }

   printf("End of the program");
}

输出

运行此代码时，将产生以下输出 -

In the nested function now
In Main Function now
End of the program

示例 2

在此程序中，函数 square() 嵌套在另一个函数 myfunction() 中。嵌套函数使用 auto 关键字声明。

#include <stdio.h>
#include <math.h>

double myfunction (double a, double b);

int main(){
   double x = 4, y = 5;
   printf("Addition of squares of %f and %f = %f", x, y, myfunction(x, y));
   return 0;
}

double myfunction (double a, double b){
   auto double square (double c) { return pow(c,2); }
   return square (a) + square (b);
}

输出

运行代码并检查其输出 −

Addition of squares of 4.000000 and 5.000000 = 41.000000

嵌套函数:注意事项

使用嵌套函数时需要注意以下几点:

• 嵌套函数可以访问其定义之前的所有包含函数的标识符。
• 嵌套函数不能在包含函数退出之前调用。
• 嵌套函数不能使用 goto 语句跳转到包含函数中的标签。
• 嵌套函数定义可以在任何块中的函数内使用，并与块中的其他声明和语句混合使用。
• 如果在包含函数退出后尝试通过其地址调用嵌套函数，则会引发错误。
• 嵌套函数始终没有链接。使用"extern"或"static"声明嵌套函数始终会产生错误。