C指針7:指針作爲函數返回值

C語言允許函數的返回值是一個指針(地址),我們將這樣的函數稱爲指針函數。下面的例子定義了一個函數 strlong(),用來返回兩個字符串中較長的一個:

#include <stdio.h>
#include <string.h>
char *strlong(char *str1, char *str2){
    if(strlen(str1) >= strlen(str2)){
        return str1;
    }else{
        return str2;
    }
}
int main(){
    char str1[30], str2[30], *str;
    gets(str1);
    gets(str2);
    str = strlong(str1, str2);
    printf("Longer string: %s\n", str);
    return 0;
}

用指針作爲函數返回值時需要注意的一點是,函數運行結束後會銷燬在它內部定義的所有局部數據,包括局部變量、局部數組和形式參數,函數返回的指針請儘量不要指向這些數據,C語言沒有任何機制來保證這些數據會一直有效,它們在後續使用過程中可能會引發運行時錯誤。請看下面的例子:

#include <stdio.h>
#include <iostream>
#include <string.h>
using namespace std;
int *func() 
{
	int n = 80;
	return &n;
}
int main() {
	int *p = func(), n=3;//在main函數中也定義一個變量n
	cout << 123 << endl;
	n = *p;
	printf("value = %d\n", n);
	return 0;
}

結果如下:

n 是 func() 內部的局部變量,func() 返回了指向 n 的指針,即上邊第11行的int *p = func()而func()返回的是n,所以相當於int *p=n,根據上面的觀點,func() 運行結束後 n 將被銷燬,使用 *p 應該獲取不到 n 的值。但是從運行結果來看,我們的推理好像是錯誤的,func() 運行結束後 *p 依然可以獲取局部變量 n 的值,這個上面的觀點不是相悖嗎?

不是的,可以看到,如果在12行之前加上一些代碼段,現在 p 指向的數據已經不是原來 n 的值了,它變成了一個毫無意義的甚至有些怪異的值。與前面的代碼相比,該段代碼僅僅是在 *p 之前增加了一個函數調用,這一細節的不同卻導致運行結果有天壤之別。

前面我們說函數運行結束後會銷燬所有的局部數據,這個觀點並沒錯,大部分C語言教材也都強調了這一點。但是,這裏所謂的銷燬並不是將局部數據所佔用的內存全部抹掉,而是程序放棄對它的使用權限,棄之不理,後面的代碼可以隨意使用這塊內存。對於上的兩個例子,func() 運行結束後 n 的內存依然保持原樣,值還是 80,如果使用及時也能夠得到正確的數據,如果有其它函數被調用就會覆蓋這塊內存,得到的數據就失去了意義。所以要注意一下這點細節,最好不要 將函數返回的指針指向這些數據。

有的例子在調用其他函數之前使用 *p 搶先獲得了 n 的值並將它保存起來,而有的例子顯然沒有抓住機會,有其他函數被調用後才使用 *p 獲取數據,這個時候已經晚了,內存已經被後來的函數覆蓋了,而覆蓋它的究竟是一份什麼樣的數據我們無從推斷(一般是一個沒有意義甚至有些怪異的值)。

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