堆/栈和函数返回值

Question

如果这是一个“基础”问题，我很抱歉，因为我刚接触C语言，找不到答案。我的问题是关于在函数内部需要使用malloc来分配变量内存并返回其指针，与在函数内创建变量并通过return返回结果之间的区别。

首先要考虑的问题是，在函数内声明的任何变量都会在函数终止时被销毁；那么为什么下面的代码是有效的：

int add(int a, int b)
{
    int result;
    result = a + b;
    return result;
}

但以下内容不是吗？

char *concat(char* a, char* b)
{
    char result[10];
    strcat(result, a);
    strcat(result, b);
    return result;
}

你得到的警告是你正在返回一个局部变量的地址，但这也是我们在第一个函数中所做的？行为是否因类型而异？

举个更真实的例子，我非常困惑应该使用以下两个函数中的哪一个，因为它们都很适合我的程序：

struct Card *card_create(enum Rank rank, enum Suit suit)
{
    struct Card *card = malloc(sizeof(struct Card));
    if(card == NULL) {
        fprintf(stderr, "malloc: %s", strerror(errno));
        return NULL;
    }
    card->rank = rank;
    card->suit = suit;
    return card;
}

或者：

struct Card card_create(enum Rank rank, enum Suit suit)
{
    struct Card card;
    card.rank = rank;
    card.suit = suit;
    return card;
}

再次抱歉，如果这是一个新手问题，但我真的很希望能得到解释。谢谢！

- Cristian

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你得到的警告是你正在返回一个局部变量的地址，但这也是我们在第一个函数中所做的吗？不是的。第一个函数返回一个局部变量的值，而第二个函数返回一个局部变量的地址 - 这是两种不同的情况，第一个有意义，而第二个没有。 - Wojtek Surowka

这无疑是一个重复问题 - 问题在于它是哪个问题的好重复。 - Jonathan Leffler

请参考这个链接（或者搜索“返回局部变量地址”等相关内容），以及这个链接，了解如何通过值返回结构体。需要注意的是，在返回语句中，数组会退化为指针，但结构体不会。此外，需要明确的是，一个对象的地址是一个值，但一个值不一定是一个地址（也永远不是一个对象，但一个对象可能有一个值）。 - mafso

Answer 1

在您的add()函数中，您返回保存在其局部变量result中（直到函数退出）的值。该变量的存储空间在函数返回后不再可用，但存储在其中的值只是一个数字，本身并不依赖于该存储。

在您的concat()函数中，表达式result评估为指向包含10个char数组的局部存储的指针。您仍然可以返回指针的值，但一旦函数退出，该值的含义就不再定义。

因此，否，返回值本身在这些情况下并没有区别，但与此相关的有用性 - 甚至风险 - 却大相径庭。

- John Bollinger

Answer 2

行为是否因类型而异？

有点不同。在C中返回值时，返回的是值，而不是指向该值或依赖于任何仍存在的变量的指针。但是，还有一个无关的规则，几乎在所有上下文中，数组类型的值都会被隐式转换为指向数组第一个元素的指针。因此，第二个代码片段返回的是数组中的指针，而第一个代码片段只返回一个int。

- user2357112

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非常感谢您的回答。那么，如果要返回的值是指针/数组，函数只需要返回一个指针，这样说是否正确？因此，在这两个结构体的示例中，第一个代码片段（不使用指针）会更好吗？ - Cristian

@Cristian：我可能会使用返回struct Card而不是struct Card *的那个。（你可能把代码片段的顺序搞反了。） - user2357112

Answer 3

非常有趣的问题

当一个函数返回局部变量作为值时，将创建一个新的变量并存储在CPU寄存器中（取决于编译器）。之后，局部变量将被释放。

 int add(int a, int b)
 {
     int result;
     result = a + b;

     return result; // 1. A new int variable will be created and stored in CPU registers (depends on Compiler)

     // 2. result will be freed at the end of function
 }

在CPP中，与C语言非常相似，卡片的构造函数将被调用两次。

 struct Card card_create(enum Rank rank, enum Suit suit)
 {
     struct Card card;
     card.rank = rank;
     card.suit = suit;

     return card; // 1. New Card object will be created and stored in CPU register(Depends on compiler)

     // 2. card will be freed at the end of function
 }

希望这可以帮到您。

- Hoang Pham

Answer 4

在第一个代码片段中，返回了一个int变量的值，非常好。

在第二个代码片段中，返回了一个本地（堆栈）变量的地址，不好。

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"并且，也许这一行：

"

char[10] result;

would be better as:

char result[10];

---

如果第二个示例声明结果如下：

char result;

那么 result 中的值可以被返回：

return(result);

然而，第二个例子将result定义为char类型的数组，使得result成为指向该数组开头的指针。因此，第二个例子中result的真实值是指向本地堆栈内存的地址（当函数作用域终止时会消失）。

第一个例子捕获了result的值（一个整数值），并将该值发送回调用者（而不是函数局部作用域中的值的地址）。

- Mahonri Moriancumer