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如何在C++中打印函数调用栈

2023-07-10 04:43:12 深夜i -- --

C++ 函数调用栈打印

函数调用栈是程序运行时的重要组成部分，它记录了程序在运行时调用函数的过程。在C++中，我们可以通过一些技巧打印出函数调用栈，来帮助我们更好地理解程序运行过程以及排查错误。下面就让我们一起来了解如何在C++中打印函数调用栈吧！

首先，我们需要知道C++的函数调用栈是由堆栈（stack）来实现的。每当程序调用一个新的函数时，该函数会被加入堆栈的顶部，当函数返回时，该函数会被弹出堆栈，让栈顶指向上一个被调用的函数。因此，我们可以通过递归调用一个函数来打印函数调用栈。

接下来，我们可以利用C++的栈帧结构来获取函数调用栈。栈帧是一个用来存储函数调用信息的数据结构，在每次函数调用时，一个新的栈帧就会被创建。我们可以利用这个新的栈帧来获取函数的调用信息，并将其存储在一个字符串中，最终打印出整个函数调用栈。

下面是一段C++代码实现打印函数调用栈的过程：


#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
string get_stack_trace(int depth = 0)
{
  const int max_depth = 10; // 最大打印深度
  if (depth >= max_depth)
    return "";
  void* trace[max_depth];
  int size = backtrace(trace, max_depth);
  char** symbols = backtrace_symbols(trace, size);
  string ret;
  for (int i = 1; i < size && symbols != nullptr; i++) {
    Dl_info info;
    if (dladdr(trace[i], &info) && info.dli_sname != nullptr) {
      char* demangled = nullptr;
      int status = -1;
      demangled = abi::__cxa_demangle(info.dli_sname, nullptr, 0, &status);
      ret += string(i * 2, ' ') + (status == 0 ? demangled : symbols[i]) + "\n";
      free(demangled);
    } else {
      ret += string(i * 2, ' ') + symbols[i] + "\n";
    }
  }
  free(symbols);
  return ret;
}
void func_c()
{
  cout << "In function C." << endl;
  cout << get_stack_trace(1) << endl;
}
void func_b()
{
  cout << "In function B." << endl;
  func_c();
}
void func_a()
{
  cout << "In function A." << endl;
  func_b();
}
int main()
{
  func_a();
  return 0;
}

这段代码使用了C++11新增的`backtrace`和`backtrace_symbols`函数来获取当前函数调用栈的信息。在这个函数中，我们首先定义了一个最大深度`max_depth`，防止函数调用栈过深导致的死循环。然后，我们利用`backtrace`和`backtrace_symbols`函数来获取当前函数调用栈的信息，并将其存储在一个字符串中返回。在返回的字符串中，我们使用一个`string`对象来保存栈信息，并以递进的方式缩进每一个栈帧的信息。

最后，在`main`函数中调用`func_a`函数，并打印函数调用栈。

通过以上的代码，我们可以清晰地看到函数调用栈的内容，这可以帮助我们更好地理解程序的运行过程，并且可以帮助我们更快地排查程序中的错误。

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