函数最后动作调用其他函数时，栈局部变量是否会提前销毁？

问题场景 #

尾递归的优势在于把递归调用作为函数的最后动作，因此编译器可以不用保存当前栈变量，直接重用栈帧。那在下面的C代码里，是否会有类似的“提前清理栈变量”的行为？我不确定foo2函数里的局部字符串str会不会被提前清理：

void foo(char* c){
    c[0]='b';     
    printf("%s",c);
}
void foo2(){
    char str[]="aaa";
    foo(str);
}
int main(){
    foo2();
}

具体疑问 #

• foo2的局部变量str是会一直可用到foo2作用域结束，还是会因为foo2调用foo后没有后续动作而被提前清理？
• 有没有可能foo执行时str已经不可用？
• 实际运行输出是baa，说明str没被提前销毁，但这是不是必然结果？另外这和尾递归最后动作调用函数的特性为什么不矛盾？

解答 #

1. str的生命周期是明确的 #

C标准规定，自动局部变量（比如foo2里的str）的生命周期从它被声明的位置开始，直到包含它的代码块（这里就是foo2的函数体）执行完毕才结束。foo2调用foo之后，foo2的函数体还没执行完（要等foo返回后才会结束），所以在foo执行的整个过程中，str的生命周期都还在，绝对是可用的，不存在被提前清理的情况，输出baa是符合标准的必然结果。

2. 和尾递归特性的区别 #

尾递归的栈帧优化是编译器的可选优化，针对的是“递归调用作为函数最后动作”的场景：因为当前函数后续再也不需要用到栈里的任何变量了，所以编译器可以直接把当前栈帧覆盖给递归调用的函数，不用新开辟栈帧。但这和“提前销毁局部变量”是两回事：

• 首先，这里foo2调用的是另一个函数foo，不是递归调用，不符合尾递归的场景；
• 其次，就算foo2把调用foo作为最后动作，编译器也不能提前销毁str——因为foo还在使用str指向的内存，编译器必须保证str的内存直到foo执行完、foo2结束前都是有效的。尾递归优化的前提是当前函数的栈变量后续完全没用了，但这里显然不满足这个前提。

简单说：尾递归优化是“重用栈帧”，但前提是当前栈帧的内容再也用不上；而这个例子里str还被foo在使用，所以栈帧里的str内存必须保留，直到foo执行完毕。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Daniel Zaken