我試圖了解何時使用 gcc 的內置函式。在下面的代碼中，當我在沒有 -fno-builtin 的情況下編譯時呼叫了 gcc 的 sqrt() 和我的自定義 sqrt()。有人可以解釋發生了什么嗎？
另外，我知道 gcc 的內置函式串列位于https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Other-Builtins.html并意識到解決這些型別問題的推薦方法是重命名沖突函式。是否有 gcc 輸出選項/警告會顯示自定義函式何時與內置函式命名相同或使用內置函式而不是自定義函式？
#include <stdio.h>
double sqrt(double);
int main(void)
{
double n;
n = 2.0;
printf("%f\n", sqrt(n));
printf("%f\n", sqrt(2.0));
return 0;
}
double sqrt(double x)
{
printf("my_sqrt ");
return x;
}
編譯后運行gcc -o my_sqrt my_sqrt.c輸出為：
my_sqrt 2.000000
1.414214
編譯后運行gcc -fno-builtin -o my_sqrt my_sqrt.c輸出為：
my_sqrt 2.000000
my_sqrt 2.000000
uj5u.com熱心網友回復：
這不是sqrt在運行時呼叫兩個不同的函式的情況。呼叫sqrt(2.0)發生在編譯時，這是合法的，因為 2.0 是一個常量并且sqrt是一個標準庫函式，所以編譯器知道它的語意。并且允許編譯器假設您沒有違反規則。我們將在一分鐘內了解這意味著什么。
在運行時，不能保證你的sqrt函式會被呼叫sqrt(n)，但它可能會被呼叫。GCC 使用你的sqrt函式，除非你宣告n為const double; Clang 繼續并在編譯時進行計算，因為它可以確定此時n包含的內容是已知的。它們都將使用內置sqrt函式（除非您指定-fno-builtin）來處理在編譯時無法知道其值的運算式。但這并不一定意味著他們會發布代碼來呼叫函式；如果機器有可靠的SQRT操作碼，編譯器可以選擇只發出它而不是發出函式呼叫。
C標準在這里給了編譯器很大的自由度，因為它只要求程式的可觀察行為與標準中語意規定的結果一致，而且只要求程式不符合的情況。表現出未定義的行為。所以編譯器基本上可以在編譯時自由地進行任何計算，只要沒有未定義行為的程式會產生相同的結果。[注 1]。
此外，對于浮點計算，“相同結果”的定義也有點松散，因為標準語意不會阻止以比資料型別理論上可以表示的精度更高的精度來完成計算。這可能看起來無害，但在某些情況下，具有額外精度的計算可能會在舍入后產生不同的結果。因此，如果在編譯期間，編譯器可以計算出比它為同一運算式的運行時計算生成的代碼更準確的中間結果，那么就標準而言，這很好。（而且大多數時候，這對你來說也很好。但也有例外。）
回到重點，編譯器知道你已經重新定義了函式，仍然可以在其編譯時計算中sqrt使用內置函式，這似乎仍然令人驚訝。sqrt原因很簡單（盡管經常被忽略）：您的程式無效。它表現出未定義的行為，并且當您的程式具有未定義的行為時，所有賭注都被取消。
未定義的行為在標準的第 7.1.3 節中指定，涉及Reserved Identifiers。它提供了一個保留識別符號的串列，這些識別符號實際上是保留的，無論您碰巧使用的編譯器是否會警告您。該串列包括以下內容，我將完整參考：
以下任何子條款（包括未來的庫方向）和errno中的所有具有外部鏈接的識別符號始終保留用作具有外部鏈接的識別符號。
此處的“以下子條款”包含標準庫函式的串列，所有這些函式都具有外部鏈接。為了明確這一點，標準繼續：
如果程式在保留識別符號的背景關系中宣告或定義識別符號（7.1.4 允許的除外），則行為未定義。[筆記2]
您已宣告sqrt為外部可見函式，無論您是否包含math.h. sqrt因此，您處于未定義的行為領域，并且編譯器完全有權在進行編譯時計算時不必擔心您對函式的定義。[注3]
（您可以嘗試宣告您的sqrt實作static以避免對外部可見名稱的限制。這將適用于最新版本的 GCC；它允許static宣告覆寫標準庫定義。Clang，它對編譯更具侵略性-時間計算，仍然使用標準定義sqrt。使用 MSVC（在 godbolt.org 上）的快速測驗似乎表明它完全禁止重新定義標準庫函式。）
那么，如果你真的想sqrt(x)為你自己的定義寫sqrt呢？該標準確實為您提供了一個結果：因為sqrt不是為宏名稱保留的，所以您可以將其定義為一個由您的實作名稱替換的宏 [注 4]，至少如果您不使用#include <math.h>. 如果您確實包含了標頭，那么這可能不符合要求，因為在這種情況下，識別符號也是為宏名稱保留的[注 5]。
筆記
這種自由沒有擴展到整數常量運算式，結果編譯器無法
strlen("Hello")在需要整數常量運算式的背景關系中轉換為常量值 5。所以這是不合法的：switch (i) { case strlen("Hello"): puts("world"); break; default: break; }但這可能不會呼叫
strlen六次（盡管您也不應該指望這種優化）：/* Please don't do this. Calling strlen on every loop iteration * blows up linear-time loops into quadratic time monsters, which is * an open invitation for someone to do a denial-of-service attack? * against you by supplying a very long string. */ for (int i = 0; i < strlen("Hello"); i) { putchar("world"[i]); }根據當前的 C 標準，該宣告是第 7.1.3 節的第 2 段。但是，在 C23 草案中，它已移至 §6.4.2.1 的第 8 段（識別符號的詞匯規則）。對保留識別符號（以及大量新的保留識別符號）的限制還有一些其他更改，但這在這種特殊情況下沒有任何區別。
在許多未定義行為的情況下，其目的只是讓編譯器避免進行額外的健全性檢查。相反，它可以假設你沒有違反規則，并做它本來會做的任何事情。
請不要使用 name
_sqrt，即使它可能會起作用。以下劃線開頭的名稱都是保留的，由相同的 §7.1.3。如果名稱以兩個下劃線或一個下劃線后跟一個大寫字母開頭，則保留用于所有用途。其他以下劃線開頭的識別符號保留在檔案范圍內使用（作為函式名和struct標簽）。所以不要那樣做。如果您想使用下劃線來表示該名稱以某種方式在您的代碼內部，請將其放在識別符號的末尾而不是開頭。標準頭檔案也可以將標準庫函式的名稱定義為類似函式的宏，可能是為了替換編譯器已知的不同保留名稱，這會導致行內代碼的生成，可能使用專用機器操作碼。無論如何，該標準要求函式存在，并且它允許您
#undef使用宏以保證將使用實際函式。但它沒有明確允許重新定義名稱。
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