易错、经典问题:return不可返回指向栈内存的指针
预备知识:内存的分类
C/C++程序占用的内存分为两大类:静态存储区
与动态存储区
。其示意图如下所示:
数据保存在静态存储区与动态存储区的区别就是:静态存储区在编译-链接
阶段已经确定了,程序运行过程中不会变化,只有当程序退出的时候,静态存储区的内存才会被系统回收。动态存储区是在程序运行过程中动态分配的。
在其它地方我们还可以看到内存分配还有其他分类,那些都是细分的分类,比如文字常量区、全局数据区等,都归为静态存储区这一个大类。
关于内存的分类这里只是大致说明一下,关于内存更详细的内容可查看往期笔记:
例子:return返回指向栈内存指针
先看一个return返回指向栈内存指针的例子:
#include <stdio.h>
char *GetStr(void)
{
char p[] = "Hello"; /* 保存在栈中 */
return p;
}
int main(void)
{
char *str = NULL;
str = GetStr();
printf("%s\n", str);
return 0;
}
程序编译、运行的结果如下:
可以看到,编译出现警告:
warning: function returns address of local variable
运行结果并不是我们期望的输出字符串Hello
。
那是因为GetStr
函数返回指向栈内存的指针,这里的变量p是局部变量,而局部变量是分配在栈上的。即Hello
保存在栈内存上,栈内存在函数调用结束时会自动销毁,因此此时的p里的内容是未知的,所以结果无输出。
下面我们把GetStr
函数修改为:
char *GetStr(void)
{
char *p = "Hello"; /* p在栈上,Hello在静态区(常量区) */
return p;
}
此时编译运行的结果是怎样的呢?结果为:
可以看到能正常输出。为什么这里又可以正常输出呢?因为这里的p虽然分配在栈上,但是此时的Hello
是一个字符串常量,其存储在静态存储区。在调用GetStr
函数结束时其也不会被销毁。
这里可能有些人会有疑惑,同样是Hello
,为什么一个在栈上,一个在静态区。
char *p = "Hello";
此处首先定义了一个指针变量p,编译器就会为指针变量开辟了栈空间。而此时并没有空间来存放Hello
,所以Hello
只能存储在静态区。
char p[] = "Hello";
此处首先定义一个数组p,因为未给出数组大小,所以此时数组大小未确定。然后把Hello
保存在这个数组里,编译器就会为数组p开闭适当的栈空间来存储Hello
。
相关笔记:【C语言笔记】char *str与char str[]的区别
其它替代方法
从上面的例子我们知道,若函数返回指向栈内存的指针,所得到的结果并不是我们想要的。除了上面的方法之外,这里还有如下几种解决方法:
1、把p定义为全局变量,因为全局变量存储在静态存储区,程序结束才会释放。但是这样会导致函数是不可重入的。关于函数的重入与不可重入可查看往期笔记。
2、在GetStr
函数中使用malloc
申请动态内存,但使用完一定要记得使用free
进行释放,否则会导致内存泄漏。示例代码如下:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
char *GetStr(void)
{
char *p = (char*)malloc(64*sizeof(char));
strcpy(p, "Hello");
return p;
}
int main(void)
{
char *str = NULL;
str = GetStr();
printf("%s\n", str);
free(str); /* 释放str指向的堆内存 */
return 0;
}
3、可以将变量p声明为static静态变量。但这也会导致函数是不可重入的。示例代码如下:
char *GetStr(void)
{
static char p[] = "Hello";
return p;
}
以上就是本次笔记分享的内容,如有错误,欢迎指出!
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