返回局部变量

 返回局部变量 

  一般的来说,函数是可以返回局部变量的。 局部变量的作用域只在函数内部,在函数返回后,局部变量的内存已经释放了。因此,如果函数返回的是局部变量的值,不涉及地址,程序不会出错。但是如果返回的是局部变量的地址(指针)的话,程序运行后会出错。因为函数只是把指针复制后返回了,但是指针指向的内容已经被释放了,这样指针指向的内容就是不可预料的内容,调用就会出错。准确的来说,函数不能通过返回指向栈内存的指针(注意这里指的是栈,返回指向堆内存的指针是可以的)。

1. 返回局部变量的值

可以有两种情况:返回局部自动变量和局部静态变量,比如:

int func()
{
    int temp = 0;   // 返回局部自动变量的值
    return temp;
}

局部变量temp存储在栈中,函数返回时会自动复制一份temp的copy给调用者,没有问题。

int func()
{
    static int a = 1;   // 返回局部静态变量的值
    return a;
} 

局部变量a存储在静态(全局)存储区中,从初始化后一直有效直到程序结束,仅分配一次内存,并且函数返回后,变量不会销毁,没有问题。

 vector<int> func()
{
    vector<int> v;
    v.push_back(0);
    return v;
}

返回的是v的值拷贝,没有问题。

Person func()
{
    Person p1;
    p1.name = "test";
    return p1;
}

返回的也是值拷贝,会调用Person类的拷贝构造函数,没有问题。

2. 返回局部变量的指针

int* func()
{
    int temp = 0;   // 返回局部变量的地址
    return &temp;
}

前面讨论过,局部变量temp存储在栈中,函数返回时将已销毁变量的地址返回给调用者,结果将是不可预知的。

int* func()
{
    static int temp = 1;
    return &temp;
}

局部变量temp存储在静态存储区,返回指向静态存储区变量的指针是可行的。

char* func()
{
    char *p = "test";
    return p;   // 返回指向常量字符串的指针
}

对于字符串的特殊情况,由于字符串test存储在常量存储区(不是静态存储区),因此函数返回一个指向常量的字符串指针是可行的。

char* func()
{
    char str[] = "test";
    return str; // 返回局部字符串的指针
}

这种情况下,str被初始化为字符串局部变量,因此函数返回一个已销毁的局部变量是不可行的。解决办法就是将字符串str声明为static。

char* func()
{
    char *str = (char *)malloc(sizeof(char) * BUFFER_SIZE);
    strcpy(str, "test");
    return str;
}

char *temp = NULL;
temp = func();
// some operation...
free(temp);

这种情况下,函数返回一个指向堆内存的指针,由于堆存储区由程序员手动管理,因此这种做法是可行的,但是要防止出现内存泄露,函数调用完后需要手动释放内存。
这里的sizeof作用于指针返回的是指针类型的长度1byte,而如果作用于数组返回的则是数组的长度。

3. 返回局部变量的引用

int& func()
{
    int temp = 0;   // 返回局部变量的引用
    return temp;
}

由引用的概念可知,函数返回的是temp本身,而temp在函数返回后已销毁,结果将是不可预知的。

补充:静态全局变量和全局变量的区别

静态全局变量只在当前文件中可用,全局变量在其他文件中也可用,需要用extern声明。

全局变量和静态变量如果没有手动初始化,则默认由编译器初始化为0。

1:

 1     #include <stdio.h>
 2     char *returnStr()
 3     {
 4         char *p="hello world!";
 5         return p;
 6     }
 7     int main()
 8     {
 9         char *str;
10         str=returnStr();
11         printf("%s\n", str);
12         return 0;
13     }  

这个没有任何问题,因为"hello world!"是一个字符串常量,存放在只读数据段,把该字符串常量存放的只读数据段的首地址赋值给了指针,所以returnStr函数退出时,该该字符串常量所在内存不会被回收,故能够通过指针顺利无误的访问。

2:

 1  #include <stdio.h>
 2 char *returnStr()
 3 {
 4     char p[]="hello world!";
 5     return p;
 6 }
 7 int main()
 8 {
 9     char *str;
10     str=returnStr();
11     printf("%s\n", str);
12     return 0;
13 }  

"hello world!"是局部变量存放在栈中。当returnStr函数退出时,栈要清空,局部变量的内存也被清空了,所以这时的函数返回的是一个已被释放的内存地址,所以有可能打印出来的是乱码。

3:

 1  int func()
 2 {
 3       int a;
 4       ....
 5       return a;    //允许
 6 }
 7
 8 int * func()
 9 {
10       int a;
11       ....
12       return &a;    //无意义,不应该这样做
13 } 

局部变量也分局部自动变量和局部静态变量,由于a返回的是值,因此返回一个局部变量是可以的,无论自动还是静态,

因为这时候返回的是这个局部变量的值,但不应该返回指向局部自动变量的指针,因为函数调用结束后该局部自动变量

被抛弃,这个指针指向一个不再存在的对象,是无意义的。但可以返回指向局部静态变量的指针,因为静态变量的生存

期从定义起到程序结束。

4:如果函数的返回值非要是一个局部变量的地址,那么该局部变量一定要申明为static类型。如下:

 1      #include <stdio.h>
 2     char *returnStr()
 3     {
 4         static char p[]="hello world!";
 5         return p;
 6     }
 7     int main()
 8     {
 9         char *str;
10          str=returnStr();
11         printf("%s\n", str);
12
13         return 0;
14     }   

5: 数组是不能作为函数的返回值的,原因是编译器把数组名认为是局部变量(数组)的地址。返回一个数组一般用返回指向这个数组的指针代替,而且这个指针不能指向一个自动数组,因为函数结束后自动数组被抛弃,但可以返回一个指向静态局部数组的指针,因为静态存储期是从对象定义到程序结束的。如下:

     int* func( void )
    {
        static int a[10];
        ........
        return a;
    }   

6:返回指向堆内存的指针是可以的

 1      char *GetMemory3(int num)
 2     {
 3     char *p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);
 4     return p;
 5     }
 6     void Test3(void)
 7     {
 8     char *str = NULL;
 9     str = GetMemory3(100);
10     strcpy(str, "hello");
11     cout<< str << endl;
12     free(str);
13     }  

co程序在运行的时候用 malloc 申请任意多少的内存,程序员自己负责在何时用 free释放内存。动态内存的生存期由程序员自己决定,使用非常灵活。

时间: 2024-10-02 20:01:24

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