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C++:两百字三段代码解决函数返回局部变量问题

C++:两百字三段代码解决函数返回局部变量问题

  • 不可返回指向栈内存的局部变量。

  • 可返回指向堆区和常量区的局部变量。

  • (选)调用函数步骤:先入栈参数和局部变量 -> 执行函数 -> 将返回值保存至一个区域 -> 出栈函数的局部变量和参数 -> 将返回值拷贝至主函数的接受值。

函数不可返回指向栈内存的局部变量,但可返回指向堆和常量区的。

那么什么是栈,堆以及常量区呢?它们中存放的是什么数据?它们储存的数据什么时候释放?

一、栈、堆和常量区(重要)

二、实例证明

1. 指向常量区的局部变量

int myFun() {
	  int a = 10;
    cout << a << endl;   // 打印局部变量a的值
    return a;   // 返回时,a由于是指向常量区的指针,在程序结束时释放,故成功返回
}

int main() {
    int p = 0;
    p = myFun();
    cout << p << endl;  // 打印接受到的数组的首地址
    return 0;
}

// 结果
// ======================
10    // myFun中,a的数据
10	  // p数据

此方式为常使用的返回方式。

2. 指向栈的局部变量

int *myFun() {
	  int a[3] = {1, 2, 3};
    cout << a << endl;   // 打印数组的首地址
    return a;   // 返回时,a由于是指向栈内存的指针,在函数结束就是释放,故主函数中接受不到数组
}

int main() {
    int *p = NULL;
    p = myFun();
    cout << p << endl;  // 打印接受到的数组的首地址
    return 0;
}

// 结果
// ======================
0x61fed4    // myFun中,a的首地址
0			// p的地址,其为0,表示并未接收到函数返回的数组	

因为函数中的数组,其为指向栈内存的指针。栈内存在函数结束时,便会被系统释放,故主函数中接受不到数组。

3. 指向堆的局部变量
int *myFun() {
	int *a = new int[3];
    a[0] = 0;
    a[1] = 1;
    a[2] = 2;
    cout << a << endl;   // 打印数组的首地址
    return a;   // 返回时,a由于是指向堆内存的指针,直到程序员释放或程序结束才释放,故主函数中接受到数组
}

int main() {
    int *p = NULL;
    p = myFun();
    cout << p << endl;  // 打印接受到的数组的首地址
    cout << "p[0]:" << p[0] << endl;  // 打印第一个值
    return 0;
}

// 结果
// ======================
0x217d8   // myFun中,a的首地址
0x217d8	  // p的地址,其为0,表示并未接收到函数返回的数组	
p[0]:0    // 成功接受数组

由于是创建的,故指向堆,堆中数据不会被系统自动释放,故可成功接收。

希望深入了解调用函数细节问题可继续观看。

三、深入思考——用函数调用栈的方式解释此问题

本文此处不会详细的从底层汇编角度出发,如想深入研究函数调用栈问题,可参考这两篇文章 [1, 2],相信一定会有所收获,写下这段权作抛砖引玉吧。

如果从函数调用栈的角度怎么解决这个问题呢?

函数调用是通过栈来完成的,调用时将函数进栈,分配空间,调用结束将函数出栈,回收栈内存。

入栈顺序如图。

明白了这些之后,就能很轻松的明白,为什么修改形参不会影响实参的值。以及为什么指向栈内存的指针,会无法将数据传递至主函数中。

但是为什么第二节中第二个程序返回的是0,本人至今尚未找到答案,若有好的想法,还望在下面留言,不吝赐教。

四、 文献

[1] 利用反汇编手段解析C语言函数——Vincent_Song,

[2] 函数调用栈 剖析+图解——桁桁8道,