6.4 Вложенные функции ¶

Вложенная функция — это функция, определённая внутри другой функции. Вложенные функции поддерживаются как расширение в GNU C, но не поддерживаются в GNU C++.

Имя вложенной функции является локальным для блока, в котором она определена. Например, здесь мы определяем вложенную функцию с именем square, и вызываем её дважды:

foo (double a, double b)
{
  double square (double z) { return z * z; }

  return square (a) + square (b);
}

Вложенная функция может получать доступ ко всем переменным содержащей функции, которые видны в момент её определения. Это называется лексическим охватом. Например, здесь мы покажем вложенную функцию, использующую унаследованную переменную с именем offset:

bar (int *array, int offset, int size)
{
  int access (int *array, int index)
    { return array[index + offset]; }
  int i;
  /* … */
  for (i = 0; i < size; i++)
    /* … */ access (array, i) /* … */
}

Определения вложенных функций разрешены внутри функций в тех местах, где разрешены определения переменных; то есть, в любом блоке, перемежающемся с другими объявлениями и операторами в этом блоке.

Возможен вызов вложенной функции извне области видимости её имени путём хранения её адреса или передачи адреса другой функции:

hack (int *array, int size)
{
  void store (int index, int value)
    { array[index] = value; }

  intermediate (store, size);
}

Здесь функция intermediate получает адрес store в качестве аргумента. Если intermediate вызывает store, аргументы, переданные store, используются для записи в array. Но эта техника работает только до тех пор, пока содержащая функция (hack, в данном примере) не завершит работу.

Если вы попытаетесь вызвать вложенную функцию по её адресу после завершения работы содержащей функции, произойдёт сбой. Если вы попытаетесь вызвать её после выхода из содержащего уровня области видимости, и если она ссылается на некоторые переменные, которые больше не находятся в области видимости, вам может повезти, но рисковать не стоит. Однако, если вложенная функция не ссылается ни на что, что вышло из области видимости, вы должны быть в безопасности.

GCC реализует получение адреса вложенной функции с помощью техники, называемой трамплинами. Эта техника была описана в Lexical Closures for C++ (Thomas M. Breuel, Труды конференции USENIX C++ Conference, 17-21 октября 1988 года).

Вложенная функция может перейти к метке, унаследованной от содержащей функции, при условии, что метка явно объявлена в содержащей функции (см. Локально объявленные метки). Такой переход мгновенно возвращается в содержащую функцию, выходя из вложенной функции, которая выполнила goto и все промежуточные функции. Вот пример:

bar (int *array, int offset, int size)
{
  __label__ failure;
  int access (int *array, int index)
    {
      if (index > size)
        goto failure;
      return array[index + offset];
    }
  int i;
  /* … */
  for (i = 0; i < size; i++)
    /* … */ access (array, i) /* … */
  /* … */
  return 0;

 /* Control comes here from access
    if it detects an error.  */
 failure:
  return -1;
}

Вложенная функция всегда не имеет связи. Объявление одной с extern или static является ошибочным. Если вам нужно объявить вложенную функцию до её определения, используйте auto (что в противном случае бессмысленно для объявлений функций).

bar (int *array, int offset, int size)
{
  __label__ failure;
  auto int access (int *, int);
  /* … */
  int access (int *array, int index)
    {
      if (index > size)
        goto failure;
      return array[index + offset];
    }
  /* … */
}