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本地变量的地址

c++
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我很难理解这三者之间的区别：

const char * f() {
  return "this is a test";
}

const char * g() {
  const char * str = "test again";
  return str;
}

const double * h() {
  const double a = 2.718;
  return &a;
}

当我调用h()时，出现了一个警告，提示warning: address of local variable ‘a’ returned。这有道理，但我不明白为什么编译器(gcc -Wall)对f()和g()函数没有问题。

  • 那里难道不是有一个局部变量吗？
  • f()或g()返回的指针何时以及如何被释放？
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这些字符串常量并不是局部变量。 - Mysticial
你正在返回常量字符串，它们在可执行文件中静态分配，不会在运行时分配和释放。 - Joachim Isaksson
由于您没有为f()和g()分配内存，因此它们没有被释放，只是被覆盖。 - Ankur
它们也不会被释放。当您尝试释放字符串文字时（它们通常嵌入到可执行文件中），可能会发生糟糕的事情。 - ssube
7个回答
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字符串字面值不会存储在本地堆栈帧中。它们存在于可执行文件的固定位置。相比之下：

const char * g() {
  const char * p = "test again";
  return p;
}

使用

const char * g() {
  const char a[] = "test again";
  return a;
}

在前者中，返回值指向可执行文件中的固定位置。在后者中，返回值指向（现在无效的）堆栈中的位置。

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这是字符串字面值。

n3337 2.14.5/8

普通字符串字面值和UTF-8字符串字面值也被称为窄字符串字面值。一个窄字符串字面值的类型为“n个const char的数组”，其中n是下面定义的字符串大小，并且具有静态存储期。

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const char * g() {
  const char * str = "test again";
  return str;
}

这不会返回本地变量的地址。变量是str，因此它的地址应该是&str，这与str本身是不同的：

std::cout << (void*) str  << std::endl; 
std::cout << (void*) &str << std::endl; //address of str (local variable)

他们将打印不同的值！

因此，一个更合适的例子是：

const char ** g() {
  const char * str = "test again";
  return &str;  //difference!
}

现在它返回本地变量的地址。一个好的编译器可能会为此发出警告。

另一个例子是这样的：

const char * g() {
  const char str[] = "test again"; //difference!
  return str;  //same as before
}

现在，即使您返回了str，它似乎并不是本地变量的地址，但它可能会发出警告，就像这种情况一样，str和&str的值将完全相同！现在尝试打印这些内容：

std::cout << (void*) str  << std::endl; 
std::cout << (void*) &str << std::endl; //address of str (local variable)

他们将会打印相同的值！
дЅ дёЌиѓЅиї”е›ћ&strпјЊе› дёєе®ѓзљ„з±»ећ‹const char(*)[11]дёЋиї”е›ћз±»ећ‹const char*дёЌе…је®№гЂ‚ - fredoverflow
@FredOverflow：什么？当我使用&str时，它是const char **，那么const char **就完全没有问题！ - Nawaz
你在谈论哪个版本的函数 g？ :) 我指的是最后一个版本，其中 str 是一个数组。 - fredoverflow
@FredOverflow：在最新版本中，我不返回&str。 - Nawaz
但是你说过，“在这种情况下，str和&str的值将完全相同”。然而，如果我用return &str;替换return str;，g++会抱怨“Fehler: »const char (*)[11]« kann nicht nach »const char*« in Rückgabe umgewandelt werden”。 - fredoverflow
@FredOverflow：值是相同的，但类型不同。这是有区别的，你不这么认为吗？ - Nawaz
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在函数 h 中，a 是一个本地变量，在函数返回后就不存在了。您正在返回对该变量的一个 指针，因此在函数外部解引用指针是不正确的，并且会导致未定义的行为。
在 f 和 g 中，您正在返回文字字符串。文字字符串具有静态存储：它们并没有在堆栈上分配，并且它们将存在于函数的生命周期之外。
在 g 的定义中：
const char *g()
{
   const char *str = "test again";
   return str;
}

str是一个本地变量，但它指向的是非本地-静态分配-内存。你返回的是那个地址，而不是本地变量的引用。

考虑另一个g的定义：

const char *g()
{
    const char str[] = "test again";
    // incorrect: can't use str after the return:
    return str;
}

现在 g 与您的函数 h 存在相同的问题，编译时应该会看到有关返回本地变量地址的警告。

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字符串字面量不是本地变量。第三个函数的字符串等效形式是这样的

const char * f() {
  const char str[] = "this is a test";
  return str;
}
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字符串字面量的存储分配是静态的，这就是为什么你不会收到警告的原因。

尝试这样做，你将会得到未定义的行为：

const char* getFoo()
{

  std::string foo("hi");
  return foo.c_str();
}

因为字符串foo复制了字面字符串。

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这些字符串被物理地永久地放置在您的数据内存中，因此它们的地址是固定的。自动变量位于堆栈上，因此一旦从调用返回，它将消失。

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