如何从函数中返回一个字符串常量

Question

我总是困惑于返回字符串常量还是函数中的字符串。有人告诉我可能会出现内存泄漏，因为你不知道内存何时会被删除？

例如，在下面的代码中，如何实现foo()以使代码输出为“Hello World”？

void foo (       )              // you can add parameters here.
{

}

int main ()
{
    char *c;
    foo (    );
    printf ("%s",c);
    return 0;
}

此外，如果foo()的返回类型不是void，但你可以返回char*，那么应该怎么做？

- skydoor

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您要求返回 char* 而不是 char const*，这实际上迫使我们假定一个普通的字符串字面值不能满足要求，因此 return "hello world"; 是无效的解决方案。您对常量性有什么要求？ - Johannes Schaub - litb

Answer 1

我假设我们不能修改主函数。为了让你的程序正常工作且不泄漏内存，你需要使用具有静态存储的变量：

void foo(char*& pC)  // reference
{
    static char theString[] = "thingadongdong";

    pC = theString;
}

但实际上，这并不是非常常规的 C++ 代码。你应该使用 std::string 和 std::cout，因此你不用担心内存：

std::string foo(void)
{
    return "better thingadongdong";
}

int main(void)
{
    // memory management is done
    std::cout << foo() << std::endl;
}

如果你在想某个东西是否需要手动释放，那么它的处理方式是错误的。

- GManNickG

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并非总是如此。毕竟，std::string需要手动分配内存。 - Nathan Osman

哦，我应该说的是，当你不处于“图书馆写作模式”时。 :) - GManNickG

@fd，您无法更改字符串字面量，并且它会在'03中触发不推荐的转换，在c++0x中则是不合法的。 char * 表示 OP 想要更改返回的字符串。我们不能确定。 - Johannes Schaub - litb

说到传统的C++代码，空参数列表中的void是多余的。 - Paul Manta

我并不想在需要之前进行优化，但是你的“传统C ++”示例是否复制了实际字符，还是返回静态字符串文字的地址？为了避免复制，使用static std :: string my_string =“better thingadongdong”，并以const std :: string＆作为返回类型，这样做应该没问题，对吧？ - Gauthier

Answer 2

由于旧的char*用法已被弃用，你不能只使用string吗？

const char* func1 () {return "字符串文字";}

string func2 () {return "另一个字符串文字";}

这两个都可以正常工作，没有编译器警告。

然而

char* func3 () {return "另一个字符串文字";}

根本无法编译。也不会

char* func4 () {return &"对字符串文字的引用？";}

Stroustrup在《C++程序设计语言》（第三版）中说：

“字符串文字是静态分配的，因此可以安全地从函数中返回一个字符串文字。”

const char* error_message (int i)`
{
//...
return "range error";
}

调用error_messages()后，持有“范围错误”的内存不会消失。

所以程序中的每个字符串字面值都分配在其自己的小内存中，该内存持续整个程序（即静态分配）。在char*前放置const可以让编译器知道你不打算（也无法）更改该字符串字面值的小内存，这可能是危险的，因此尽管从字符串字面值转换为char*已被弃用，但编译器仍然允许此赋值操作。

返回一个字符串必须将字符串字面值复制到一种字符串对象中，调用者负责该内存。无论哪种方式，都不会发生内存泄漏：每个字符串字面值都拥有自己的内存块，在程序终止时进行清理；返回const char*会返回指向字面值内存块的指针（知道您不能更改它）；而返回字符串则将其复制到调用方代码中存在的字符串对象中，由调用方清理。

虽然符号表示方式看起来有点丑陋，但我猜他们保留了const char*以保持廉价的替代方案（不涉及任何复制）。

- RMS

Answer 3

我经常困惑于返回字符串字面值或函数中的字符串。据我所知，如果声明了字符串不打算被更改，那么可以直接返回字符串字面值，这样是安全的，只要返回类型已声明为const。这意味着你不必担心字符串的寿命或内存泄漏。

然而，如果你需要一个可以就地更改的字符串，则需要考虑字符串的寿命和存储它的内存分配的大小。这变成了一个问题，因为你不能再轻率地为每次函数调用返回相同的包含字符串的内存，因为先前的使用可能已更改该内存的内容，或者仍在使用中。因此，必须分配新的内存来保存返回的字符串。

这就是潜在泄漏发生的地方，也是需要选择在哪里进行分配和释放的地方。你可以让函数自己分配内存，并在文档中说明这一点，并规定调用者在不再需要内存时释放它（以防止泄漏）。这意味着函数可以简单地返回char *。

另一个选择是将由调用者分配的一些内存传递给函数，并让函数将字符串放在其中。在这种情况下，调用者既分配内存，也负责释放该内存。

最后，我提到了当使用可变字符串时需要管理内存和字符串的大小。分配需要足够大，以容纳函数最初设置的字符串以及在函数之后进行的任何更改，然后才释放内存。如果没有正确地执行此操作，则可能会导致缓冲区溢出，从而将字符串写入到最初分配的内存中无法容纳的长度；这对程序的健康和安全非常危险。它可能会导致极难发现的错误和安全漏洞（因为错误的源头——溢出——可能与程序失败时看到的症状相去甚远）。

- Mike Tunnicliffe

Answer 4

类似这样：

void foo(char ** pChar)
{
    // Make sure the string is shorter
    // than the buffer
    *pChar = new char[256];
    strcpy(*pChar,"Hello World!");
}

然后像这样调用它：

foo(&c);

如评论中所提到的，要小心存储的字符串比缓冲区小，否则会出现堆栈溢出！（双关语意在其中）

- Nathan Osman

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你不能对 0 进行解引用，否则会导致程序崩溃。 - Nathan Osman

因为内存分配是在 foo 中进行的，当 foo 返回时，所分配的内存将会挂起。 （而且没有办法释放它。） - Nathan Osman

@GMan 这就像是说“如果我做 string(0)？”或者“如果我做 printf(0)？”他禁止使用空指针作为前提条件，因此传递 0 是不允许的。 - Johannes Schaub - litb

@litb：但是引用可以强制执行这一点，而不仅仅是说“不要这样做”。 - GManNickG

@GMan 哦，我明白了。是的，在这里引用似乎是更好的工具。 - Johannes Schaub - litb