如何找到變量的最大數量在堆棧

Question

以下程序的執行什麼是綁定在一個時間在堆棧變量的最大數量時：

int x, y, z; 

int g(int a, int b) { 
    int c = 5 * a + b; 
    return c; 
} 

int f(int a, int b) { 
    a = g(a, 5); 
    return g(b, a); 
} 

int main() { 
    int a, b, c; 
    x = y = z = 0; 
    a = 5; b = 6; 
    c = f(a, b); 
    printf("%d", c); 
} 

如果有誰知道請如何發現。你能解釋我該怎麼做才能在每個可能給出的代碼中找到它。 沒有任何優化。

又如：

int x,y; 

int f(int a){ 
    if (a!=5) 
    return f(--a); 
    else 
    return a; 
} 

int main(){ 
    int a,b; 
    a=8;b=6; 
    x=f(a); 
    y=f(b); 
    printf("%d", x+y); 

    return 0; 
} 

這是答案6以上？因爲第一次返回，返回一個變量3次..第二次返回一次返回一個數字，我們有兩個變量在主要所以6？

Answer 1

這取決於編譯器和優化設置。好的優化算法會產生如下的結果：

int main() { 
    printf("%d", 155); 
} 

其他算法會產生別的東西。所以，嘗試使用反彙編器來編譯結果。

Answer 2

您可以在您的腦海中（或在調試器中）一步一步地運行程序，並且可以計算call stack每幀中的所有活動變量（然後獲取它們的最大和）。

在您的具體示例中，假設沒有進行優化，最深層調用堆棧發生在g的return c;語句中，f調用main。因此，我們有3個變量3個調用棧幀爲g（a，b，c;！我假設甲縮醛就像局部變量，這並不總是正確的做法），2個變量f（a，b），和main有3個變量。

您的老師可能希望您在最深的狀態下繪製調用堆棧。我把它留給你。

實際上，一些變量不會佔用任何堆棧空間，例如，因爲他們坐在一個寄存器中，或與另一個變量共享一個棧槽。這是編譯器和ABI以及特定於處理器架構和操作系統。

但是，作爲Ilya answered，一個好的編譯器會將您的程序轉換爲optimization purposes，所以實際上答案可能不同。

如果使用GCC，您可以嘗試在生成的彙編代碼看（使用gcc -fverbose-asm -S），你會看到結果和使用的變量的數量取決於優化參數（即-O1，-O2等。或缺乏它們）。您也可以使用GCC特定的-fstack-usage標誌。您甚至可以嘗試使用-fdump-tree-all標誌gcc，該標誌給出了數百個轉儲文件，詳細說明編譯器內部程序的各種中間表示（Gimple，SSA，...）。

閱讀也wikipages上continuations（也可能是call/cc），tail call，recursion和inline expansion。

順便提一下，C99標準所要求的調用堆棧的存在並不是嚴格意義上的（但我知道沒有實現C不使用任何調用堆棧）。如果你很好奇，你應該閱讀A.Appel的舊論文garbage collection can be faster than stack allocation（它解釋了SML不使用任何調用堆棧的實現，因爲它正在垃圾收集堆中分配每個「調用幀」，也就是「連續幀」）。

我也建議編譯你的例子（用gcc -Wall -g）然後在gdb調試器中運行它們一步一步。經常使用display,step,backtrace,framecommands的gdb。