C语言中调用无返回语句的int型空函数并使用返回值是否为UB？

问题代码 #

#include <stdio.h>

static int foo(){}

int main(){
  if (foo()) {
    printf("OK\n");
  }
  return 0;
}

问题描述 #

我对此并不确定，且尚未在*ISO/IEC 9899:1999 (E)*标准中找到相关解释，可能是我有所遗漏。那么此处的if(foo())是否属于未定义行为（UB）？

我使用gcc7.3 aarch64-linux环境进行了测试：

• -O0：输出OK
• -O1至-O3：无输出

解答 #

这确实属于未定义行为。根据C99标准（ISO/IEC 9899:1999）6.9.1节第12条的明确规定：

如果函数的返回类型不是void，那么其执行路径到达函数末尾时必须通过return语句返回一个值；否则，调用者使用该函数返回值的行为是未定义的。

你观察到不同优化等级下的不同输出，正是未定义行为的典型表现：

• -O0模式下，编译器未做深度优化，可能会将栈上的随机残留值作为foo的返回值，恰好这个值非0，所以进入if分支输出OK；
• 开启-O1及以上优化后，编译器会分析到foo没有有效返回值，进而直接优化掉整个if分支，导致无输出。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者wby