C++中“for”循环的范围规则与C中不同？ [复制]

Posted 2023-02-22

【中文标题】C++中“for”循环的范围规则与C中不同？ [复制]

【英文标题】：Scope rules of `for` loop different in C++ than in C? [duplicate]

【发布时间】：2021-11-10 10:47:42

【问题描述】：

我注意到for 循环的范围规则对于 C 和 C++ 是不同的。 例如，下面的代码在 C 编译器中是合法的，但在 C++ 编译器中是不合法的。

for (int i = 0; i < 10; ++i) 
    int i = 5;

以上代码在 C 中有效，但在 C++ 中出现重新定义错误。 我的猜测是 C 编译器将循环视为循环内有另一个作用域，如下所示。

for (int i = 0; i < 10; ++i) 
    
        int i = 5;
    

为什么 C 编译器允许在循环范围内定义第二个同名变量？这样做有什么特别的理由或优势吗？

【问题讨论】：

你有用例吗？能够做到这一点似乎很容易引起错误。这也许就是 C++ 选择不支持它的原因。

在编译 C 和 C++ 时我会添加 -Wshadow -Werror

所有 C++ 标准，在与 for 语句有关的部分中，都有一个子句要求 for-init-statement (@987654326) 中的所有变量的范围@ 在您的示例中）以扩展到 for 语句的末尾。这可以防止在 for 语句中再次声明这些变量。所有 C 标准都没有等效子句（在与 for 语句相关的部分或其他任何地方） - 它允许（不阻止）在 for 循环的块中重新声明变量。一种或另一种方法是否具有优势 - 这是一个见仁见智的问题。

@AntonioVázquezBlanco：我很确定这在所有 C 标准中是一致的，在所有 C++ 标准中都是一致的，但在 C 和 C++ 之间是不同的。 C 和 C++ 之间的这种变化是可能的，因为它是在 C++ 标准化的早期引入的

我认为这只是由于语言发展的历史。有时，有人想“嘿，如果我们可以在 for 语句中声明新变量，就在我们需要它们的地方，并且它们的范围以语句结束，这样以后就不会意外地使用它们，那就太好了。”然后人们开始使用它。但是在循环中声明相同的名称没有限制，有时人们会意外地这样做，即使他们不想这样做，也会将声明隐藏在 for 中。所以C++添加了禁止重新声明的规则……

【参考方案1】：

就标准而言，for 循环范围在 C 和 C++ 中的定义确实不同。在 C 中，它们的定义如下：

6.8.5.3 for 语句

声明

for (clause-1 ; expression-2 ; expression-3 ) 语句

行为如下：...

没有具体提及statement 中变量声明的限制。循环的顶层描述（标准中的“迭代语句”）指定：

迭代语句是一个块，其范围是一个严格的子集 其封闭块的范围。循环体也是一个块，其 范围是迭代语句范围的严格子集。

正如您在问题中暗示的那样，代码如下：

for (int i = 0; i < 10; ++i)
    int i = 5;

未声明新块的地方（注意重新声明周围缺少 ）- 不是有效代码。

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而在 C++ 中，有一个对循环变量重新声明的特定引用：

8.6 迭代语句指定循环 ... 如果在 init-statement 或 for-range-declaration 在最外层重新声明 子语句块，程序格式错误。

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由于它与基本原理有关 - 可能 C++ 只是将限制添加为对语言语义的改进，实际上以这种方式重新声明变量通常是一个错误。

可以说，这个限制在 C 中也是合适的 - 但是将这个限制添加到 C 标准中会破坏与现有代码的向后兼容性并且不太可能发生。