C语言中递归调用未返回父栈帧却能传值至主函数的疑问

找到的递归LCM代码 #

#include<stdio.h>
int lcm(int a, int b)
{
    static int common = 1;
 
    if (common % a == 0 && common % b == 0)
    {
        return common;
    }
    common++;
    lcm(a, b);  // 递归调用lcm函数
}
void main()
{
    int a=5;
    int b=6;
    int c= lcm(a,b);
    printf("\n%d",c);
}

疑问点 #

我理解代码的大部分逻辑，但对lcm函数最后一行的lcm(a,b);存在疑问：以输入5和2为例，会产生10次递归调用，当触发基准条件执行return common;时，该返回值并未被第9层递归调用保存，却能传递至main函数。我理解使用return lcm(a,b);时的递归值传递逻辑，但不清楚未加return时的传递原理。

问题解析 #

首先要明确：这段代码的行为属于C语言的未定义行为，并不是什么合法的传递逻辑。

C语言标准规定，具有返回值类型的函数（比如这里的int型lcm函数），如果执行到函数末尾没有显式的return语句，函数的返回值是不确定的。你测试时能拿到正确结果，只是编译器的偶然行为：

• 多数编译器会用特定寄存器来存储函数返回值，当最内层递归执行return common;时，这个值会被存入该寄存器。
• 外层的递归调用执行完lcm(a,b);后，没有写return就直接结束，此时返回值寄存器里还残留着内层递归返回的值，所以main函数“碰巧”拿到了正确结果。

但这种行为完全不可靠，换编译器、编译选项甚至代码位置，结果都可能出错，属于错误写法。

正确写法 #

必须在递归调用处加上return，把下层的返回值逐层传递上来：

// 修正后的递归调用行
return lcm(a, b);

额外bug说明 #

这段代码还有另一个问题：static int common = 1;中的static变量只会初始化一次。如果多次调用lcm函数，common会保留上一次调用后的数值，导致后续计算结果错误。比如第一次调用lcm(5,2)得到10，第二次调用lcm(2,3)时，common会从11开始递增，而不是重新从1开始，这不符合LCM的计算逻辑。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Aman Nambisan