詳解C語言中return返回函數(shù)局部變量的問題
在計(jì)算機(jī)中,釋放空間并不需要將空間中的內(nèi)容全部置成0或者1,而是只要設(shè)置這一塊空間的數(shù)據(jù)無效即可。比如在下載文件時(shí)需要花很長時(shí)間,但是刪除文件卻只要幾秒鐘,這是因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)只是把文件標(biāo)識(文件頭鏈接)刪掉了,文件原文還保留著,我們沒了文件標(biāo)識就找不到這個(gè)文件了。所以刪除后的文件,還可以用特殊的辦法被找回來。
這也就意味著,當(dāng)函數(shù)結(jié)束調(diào)用的時(shí)候,函數(shù)中的局部變量實(shí)際上還是在的,只是函數(shù)原來的空間還給編譯器(釋放)了,也就是說函數(shù)中的局部變量是可以被編譯器修改的。
雖然函數(shù)結(jié)束后空間還給了編譯器,但是我們依然可以通過指針找到對應(yīng)的局部變量的空間。
return返回棧區(qū)局部變量的指針
通過上面的分析,如果我們返回局部變量的指針,是不是可以直接找到這個(gè)局部變量呢?
返回了一個(gè)局部變量的指針,而恰好局部變量偏偏又在函數(shù)結(jié)束后銷毀,但指針并沒有被銷毀,而是被返回,那也就是說,指針指向的正是一個(gè)被銷毀了的對象。
比如下面的代碼:
#include <stdio.h> char* returnStr() { char p[] = "hello world!"; return p; } int main() { char* str; str = returnStr(); printf("%s\n", str); return 0; }
可以看到原來p的空間已經(jīng)被修改了,但是很奇怪,是誰進(jìn)行的修改呢?
通過調(diào)試可以發(fā)現(xiàn),當(dāng)函數(shù)結(jié)束后,運(yùn)行printf打印之前,str指向的空間中的字符串是在的:
但是一運(yùn)行printf打印操作,str指向的空間中的字符串就會被修改:
這其實(shí)很好解釋,因?yàn)閜rintf本身也是一個(gè)函數(shù),函數(shù)都是在棧區(qū)開辟的,而函數(shù)開辟的空間叫做棧幀,函數(shù)結(jié)束棧幀就還給了編譯器:
了解了這些,那是不是只要我們多建立幾個(gè)函數(shù)棧幀,是不是就可以使returnStr的函數(shù)棧幀不被覆蓋了?答案是肯定的:
#include <stdio.h> char* fun6() { char p[] = "hello world"; return p; } char* fun5() { return fun6(); } char* fun4() { return fun5(); } char* fun3() { return fun4(); } char* fun2() { return fun3(); } char* fun1() { return fun2(); } char* fun() { return fun1(); } int main() { char* str; str = fun(); printf("%s\n", str); return 0; }
不過隨著函數(shù)棧幀的逐漸增多,原來的fun6函數(shù)空間遲早也會被覆蓋。
在函數(shù)體內(nèi)定義的局部變量是有臨時(shí)性的,當(dāng)局部變量釋放后隨時(shí)都有可能會被修改,所以我們不能通過指針使用已經(jīng)被釋放的局部變量。
return返回棧區(qū)局部的臨時(shí)變量
如果我們不返回指針,而是返回局部變量會怎么樣呢?
按理來說局部變量也會被修改。
#include<stdio.h> int test() { int a = 10; return a; } int main() { int b = test(); printf("%d", b); }
通過反匯編可以看到,局部變量a的值10通過寄存器交給了調(diào)用的b,所以即使局部變量a空間的10已經(jīng)被修改,也不會影響b的內(nèi)容:
return只讀數(shù)據(jù)段和static數(shù)據(jù)
如果返回只讀字符串則不會被覆蓋,因?yàn)閿?shù)據(jù)不是在棧區(qū),而是在靜態(tài)區(qū):
同理如果將字符串用static修飾也是如此:
另外,返回堆內(nèi)的指針也是可以的。
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