函数与控制流的语义检查
复习
- 表达式的类型检查：沿语法树检查类型
- 作用域：名字可见的范围
- 函数：传入参数并获得结果
TL;DR
- 函数调用要检查参数个数与类型是否匹配
- 要检查返回值的类型是否与声明一致
- 控制流要检查条件类型、跳转是否合法
- 还要检查所有路径是否都有返回值
正文
类型检查不只针对表达式。函数调用、返回值、控制流，同样需要一整套语义检查。
检查函数调用
调用一个函数时，编译器要核对：
- 参数个数对不对（该给两个，不能给一个或三个）
- 参数类型对不对（该传整数，不能传字符串）
- 函数是否存在、是否可见（这就用到了名字解析）
参数类型不匹配，是最常见的语义错误之一。比如一个函数声明它要一个整数，你却传了个字符串，编译器应当立刻指出。
检查返回值
函数声明“我会返回一个整数”，那它的返回语句就必须返回整数：
- 返回类型不匹配，报错
- 有些路径没有返回值，也要报错
最后一条很容易被忽略。设想一个函数，如果条件成立就返回，不成立就什么都不返回——那调用者在另一种情况下就拿不到值。有返回类型声明的函数，必须保证每条执行路径都以恰当的返回结束。 这需要在编译期顺着控制流仔细检查。
检查控制流
控制结构本身也有规则：
if、while的条件，应该是布尔类型（而不是随便一个数或字符串）break、continue只能出现在循环里return只能在函数里
这些“位置是否合法、类型是否恰当”的检查，都属于语义分析的一部分。
都是在问同一个问题
把这些检查放在一起看，会发现它们都在回答同一类问题：这段程序，在语义上“讲得通”吗？
名字有没有定义、类型对不对、控制流合不合理——每一层都在排除“虽然语法合法、但毫无意义”的程序。语法只管形状对不对，语义才管意思通不通。
思考题 1
检查函数调用时，主要需要核对哪些信息？
思考题 2
为什么“函数可能有些路径没有返回值”，需要在编译期检查？
小结
知识点
- 函数调用需核对参数个数、类型与可见性
- 返回值类型必须与声明一致
- 控制流要检查条件类型与跳转位置
- 有返回类型的函数必须保证所有路径都返回
参考资料
- Wikipedia(zh)：类型检查：包含函数与控制流的检查
- Wikipedia(zh)：控制流：程序执行路径的组织
思考题答案（仅供参考）
思考题 1
主要核对：函数是否存在且可见、传入实参的个数是否与形参一致、实参类型是否与形参类型匹配。这些信息来自符号表与类型系统。
思考题 2
因为有些路径不返回，会让调用者在那种情况下拿不到应有的结果，行为不可预期。若不在编译期检查，这类问题可能要等到运行时才暴露。所以需要在编译期顺着控制流确认所有路径都以恰当方式返回。
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设计师 | 南国微雪