在递归函数中声明一个静态变量。堆栈溢出

Question

这段代码只是关于概念，没有任何意义。

void recur(int num)
{   
    static float tmp = num * num;
    if (num == 0)
    {
        return;
    }
    else
    {
        recur(num - 1);
    }
}

int main()
{
    recur(1000000);
}

我认为静态变量仅在内存中使用一个位置，但是调用main中的recur函数会导致堆栈溢出故障，这确实有意义是否在堆栈中声明了变量tmp，但在堆栈中声明了静态变量不是堆栈，对吧？

tmp变量的行为是什么？

谢谢

Answer 1

  

我认为静态变量仅在内存中使用一个位置

您的想法正确。

  

tmp变量的行为是什么？

tmp变量只有一个对象。对recur的所有调用都使用相同的对象。它在第一次调用该函数时初始化，并在main返回后销毁。

---

每个函数调用都会压低堆栈-除非已通过扩展内联调用优化了该调用（例如在尾部调用优化的情况下），并且深度递归很容易使堆栈溢出。

请注意，您的函数还具有一个参数，该参数具有自动存储功能，可能会加速堆栈的消耗。

Answer 2

静态变量不在堆栈中。您可以将其视为全局变量。因为每次调用都会将参数“ num”压入堆栈，所以会出现堆栈溢出。此外，返回地址位于堆栈上，因此即使是“空”功能也将导致溢出（来自https://en.wikipedia.org/wiki/Call_stack的图像）

Answer 3

在C和C ++中，函数的静态变量和全局变量存储在内存的.data部分中，该部分与堆栈和堆分开。

WiKi中有一个不错的diagram。

如先前的回答和评论所指出的，每次您呼叫recur都是寄信人地址的地方，并且可能（取决于平台，我假设您正在x86上进行测试）参数在堆栈上分配。

您可以使用较小的递归（例如10次迭代）并打印出地址，以查看各节之间的差异，如下所示：

num

示例输出如下：

  

p：0x1c12c20 x：0x6011b8 z：0x7ffc0b6dd914
  tmp：0x6011c8 num：0x7ffc0b6dd8fc
  tmp：0x6011c8 num：0x7ffc0b6dd8dc
  tmp：0x6011c8 num：0x7ffc0b6dd8bc
  tmp：0x6011c8 num：0x7ffc0b6dd89c
  tmp：0x6011c8 num：0x7ffc0b6dd87c
  tmp：0x6011c8 num：0x7ffc0b6dd85c
  tmp：0x6011c8 num：0x7ffc0b6dd83c
  tmp：0x6011c8 num：0x7ffc0b6dd81c
  tmp：0x6011c8 num：0x7ffc0b6dd7fc
  tmp：0x6011c8 num：0x7ffc0b6dd7dc
  tmp：0x6011c8 num：0x7ffc0b6dd7bc

Answer 4

每次调用recur函数都将需要分配至少num个参数，这会占用自动存储空间。

Answer 5

我已经看过主要编译器的汇编，通过最大程度的优化，您应该不会出现任何堆栈溢出：

• GCC ：简化该函数以返回0，无需递归。
• Clang ：作为GCC
• MSVC ：使用内部跳转（有点尾部调用）执行回溯调用，只有第一个非递归调用的参数被压入堆栈。

因此，我想如果您为此微不足道的情况打开优化功能，则不会有堆栈溢出。

但是我想你的情况更复杂。

如果您的函数在没有任何静态变量的情况下不会导致任何堆栈溢出，然后在添加此静态变量的情况下导致堆栈溢出，则原因可能是对静态变量初始化的代码生成的副作用。

静态变量初始化由一种“互斥体”保护，以确保仅静态变量在多线程程序中仅初始化一次。这些互斥锁导致对库函数的调用。在调用函数之前，编译器必须确保在调用过程中保留调用者保存的，未使用的参数寄存器和被调用者保存的寄存器（它将不使用）。为此，编译器可以将寄存器值压入堆栈。

因此，即使静态变量初始化在程序流中仅发生一次，其简单存在也可以极大地更改生成的代码。