C/C++函數返回局部變量相關問題
函數返回局部變量的時候會遇到各種各樣的情況，涉及到內存相關的東西時一定要小心是否會出錯。
1、常見棧內變量
一般來說，在函數內對於存在棧上的局部變量的作用域只在函數內部，在函數返回後，局部變量的內存已經釋放。因此，如果函數返回的是局部變量的值，不涉及地址，程序不會出錯；但是如果返回的是局部變量的地址（指針）的話，就造成了野指針，程序運行會出錯，因爲函數只是把指針複製後返回了，但是指針指向的內容已經被釋放了，這樣指針指向的內容就是不可預料的內容，調用就會出錯。
#include <iostream>using namespace std;int fun1() {int i = 1;return i; // OK.}int* fun2() {int i = 2;int* ip = &i;return ip; // Wrong!}int main() {int r1 = fun1();cout << r1 << endl; // 1int* r2 = fun2();cout << *r2 << endl; // 這裏有可能可以打印出結果：2，看似正確的，但其實是有問題的。這是因爲相應的內存還未被覆蓋，但這塊內存已經是自由的、不被保護的了。return 0;}
2、字符串
先看代碼：
#include <iostream>using namespace std;char* fun3() {char* s = "Hello";return s; // OK.}char* fun4() {char s[] = "Hello";return s; // Wrong!}int main() {char* r3 = fun3();cout << r3 << endl; // Hellochar* r4 = fun4();cout << r4 << endl; // 內存已經無效的了。打印出亂碼。return 0;}
通過 char* s = "Hello"; 的方式得到的是一個字符串常量 Hello，存放在只讀數據段（.rodata
section），把該字符串常量的只讀數據段的首地址賦值給了指針 s，所以函數返回時，該字符串常量所在的內存不會被回收，所以能正確地通過指針訪問。
通過 char s[] = "Hello"; 的方式得到的是局部變量，字符串直接量作爲基於棧的字符數組的初始值，這裏得到的字符數組 s 實際的數據存儲: H
e l l o \0。增加了一個終結符 \0。所以函數返回時，棧被清空，局部變量內存清空，返回的是一個已被釋放的內存的地址，打印出來的就會是亂碼。
3、靜態變量
如果函數的返回值非要是一個局部變量地址，可以把局部變量聲明爲static靜態變量。這樣變量存儲在靜態存儲區，程序運行過程中一直存在。
#include <iostream>using namespace std;int* fun5() {static int i = 5;return &i; // OK.}char* fun6() {static char s[] = "Hello";return s; // OK.}int main() {int* r5 = fun5();cout << *r5 << endl; // 5char* r6 = fun6();cout << r6 << endl; // Helloreturn 0;}
4、數組
數組是不能作爲函數的返回值的。因爲編譯器會把數組名認爲是局部變量（數組）的地址。返回一個數組，實際上是返回指向這個數組首地址的指針。函數結束後，數組作爲局部變量被釋放，這個指針則變成了野指針。同1的fun2()及2的fun4()（字符數組）。
但是聲明數組是靜態的，然後返回是可以的，同3。
#include <iostream>using namespace std;int* fun7() {int a[3] = {1, 2, 3};return a; // Wrong!}int* fun8() {static int a[3] = {1, 2, 3};return a; // OK.}int main() {int* r7 = fun7();cout << *r7 << endl; // 內存已經是無效的了。int* r8 = fun8();cout << *r8 <<endl; // 1return 0;}
5、堆內變量
函數返回指向存儲在堆上的變量的指針是可以的。但是，程序員要自己負責在函數外釋放（free/delete）分配（malloc/new）在堆上的內存。
#include <iostream>using namespace std;char* fun9() {char* s = (char*) malloc(sizeof(char) * 100);return s; // OK. 但需要程序員自己釋放內存。}int main() {char* r9 = NULL;r9 = fun9();strcpy(r9, "Hello");cout << r9 << endl; // Hellofree(r9); // 要記得自己釋放內存。return 0;}
6、對象
函數內局部對象的引用是不能作爲函數返回值的。函數內的局部對象在離開函數作用域後會被自動析構（自動調用其析構函數），則它的引用不再指向一個有效對象，結果無法預測。就類似1的fun2()返回局部變量地址後，這個地址指向的內存其實已經不再有效了。
函數內用new創建的堆上的對象的指針是可以作爲函數返回值的，但是類似5要程序員自己負責在函數外釋放對象內存。
classa.h
#ifndef CLASSA_H#define CLASSA_Hclass ClassA{public:int x;int y;int z;public:ClassA(int xx, int yy, int zz);~ClassA();void printXYZ();};#endif // CLASSA_H
classa.cpp
#include "classa.h"#include <iostream>using namespace std;ClassA::ClassA(int xx, int yy, int zz) : x(xx), y(yy), z(zz) {cout << "Construct a ClassA" << endl;}ClassA::~ClassA() {cout << "Deconstruct a ClassA" << endl;}void ClassA::printXYZ() {cout << x << " " << y << " " << z << endl;}
main.cpp
#include <iostream>using namespace std;ClassA& fun10() {ClassA ca(1, 2, 3);return ca; // Wrong!}ClassA* fun11() {ClassA* ca = new ClassA(1, 2. 3);return ca; // OK. 但需要程序員自己釋放內存。}int main() {ClassA r10 = fun10();r10.printXYZ(); // 對象在函數返回時已經被析構了，對應的內存已經無效。ClassA* r11 = fun11();r11->printXYZ(); // 1 2 3delete r11; // 要記得自己釋放內存。return 0;}
小結
總結上面的幾個例子，我們只要搞清楚函數返回的東西是什麼、其對應的內存存在哪一般就可以搞清楚它能不能被返回，其實有的例子印證的結果是重疊的。
一個完整的程序，內存分佈情況：
上面的幾個例子中，我們返回的東西包括：
棧上變量值（基本類型）可以作爲函數返回值；因爲只涉及到傳值，不會有什麼問題；棧上變量地址（基本類型指針；數組；對象引用）不能在作爲函數返回值；因爲它們的作用域只在函數內，函數返回後它們的內存都不再有效；堆上變量地址（malloc或new得到的指針）可以作爲函數返回值；變量存在堆上，其內存從分配後一直有效直到程序員自己釋放（free或delete）；靜態變量地址（static）可以作爲函數返回值；因爲它們存儲在靜態變量區，其內存整個程序運行期間一直有效；只讀數據段(.rodata)地址（字符串常量）可以作爲函數返回值；因爲它們存儲在只讀數據段，其內存整個程序運行期間一直有效；