在C++中从函数返回数组

Question

我正在尝试从一个函数返回一个数组：

#include <iostream>

using namespace std;
int* uni(int *a,int *b)
{
    int c[10];
    int i=0;
    while(a[i]!=-1)
    {
        c[i]=a[i];
        i++;
    }
    for(;i<10;i++)
        c[i]=b[i-5];

    return c;
}
int main()
{
    int a[10]={1,3,3,8,4,-1,-1,-1,-1,-1};
    int b[5]={1,3,4,3,0};
    int *c=uni(a,b);
    for(int i=0;i<10;i++)
        cout<<c[i]<<" ";
    cout<<"\n";

    return 0;
}

我将两个数组从main()传递到我的uni()函数中。在那里，我创建了一个新的数组c[10]，并将其返回到main()。 在我的uni()函数中，我尝试合并两个数组a和b中的非负数。

但是我得到了这样的输出。

1 -1078199700 134514080 -1078199656 -1216637148 134519488 134519297 134519488 8 -1078199700 

当我尝试在uni()函数中打印c[10]的值时，它会打印出正确的值。这是为什么呢？难道与堆栈有关吗？因为我尝试搜索我的错误，我在stackoverflow上找到了一些地方，上面说不要在堆栈上分配，但我无法理解它。

如果我全局分配数组，那么一切都将变得非常容易，但如果这样的话，所有东西都必须全局声明吗？我们为什么要担心从函数传递指针？（我在书中有一个章节讲解传递指针）

- coderzz027

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如果您使用的是C++，请尝试使用标准库容器，例如std::array或std::vector。来回传递指向C风格数组的指针非常混乱且容易出错。 - tadman

不要这样做，返回一个std::vector或std::array（注意函数返回后你的c[10]已经不存在了） - user2249683

你不能返回原始数组。像tadman建议的那样使用容器（也许是通过引用输出参数）。 - Deduplicator

Answer 1

毫无疑问，std::vector或std::array是更好的选择。

但是，为了丰富知识（如果这是学校项目，老师规定“不能使用STL”），另一种避免使用指针的替代方法是将数组包装在结构体中，并返回结构体的实例。

#include <iostream>

using namespace std;
struct myArray
{
   int array[10];
};

myArray uni(int *a,int *b)
{
    myArray c;
    int i=0;
    while(a[i]!=-1)
    {
        c.array[i]=a[i];
        i++;
    }
    for(;i<10;i++)
        c.array[i]=b[i-5];
    return c;
}

int main()
{
    int a[10]={1,3,3,8,4,-1,-1,-1,-1,-1};
    int b[5]={1,3,4,3,0};
    myArray c = uni(a,b);
    for(int i=0;i<10;i++)
        cout << c.array[i] << " ";
    cout << "\n";
    return 0;
}

请注意，该结构体是按值返回的，并且此返回值在 main 中被分配。

您具有返回实例的值语义，加上将复制结构体，包括其中的内部数组。 Live Example

- PaulMcKenzie

Answer 2

你正在返回一个指向本地对象的指针。在函数uni中，变量c是在堆栈上分配的。在该函数的末尾，所有这些内存都被释放，在你的for循环中会得到未定义的结果。

如评论所建议的，std::array或std::vector将为您提供复制构造函数，允许您按值返回对象，就像您试图做的那样。否则，您将不得不采取一些像将输出数组作为参数传递的方法。

- Jay Miller

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复制构造函数在返回值情况下通常不是必需的，也不太可能被调用。 - Shoe

谢谢。我对 std::array 和 std::vector 不是很了解，我会尝试阅读相关资料。但是，这是否意味着从函数中返回指针是一件毫无意义的事情呢？ - coderzz027

你不能返回指向栈分配（本地声明）对象的指针。你可以使用new动态分配一个对象并返回它，或者返回指向在其他位置分配的对象的指针。 - Jay Miller

@Jeffry 复制构造函数可能会被优化掉，但如果您删除复制构造函数，则无法通过值返回对象。 话虽如此，我承认“复制构造函数”是错误的说法，应该说这些类型具有复制语义。 - Jay Miller

Answer 3

你正在返回一个指向正在返回语句中被释放的数组的指针。这是悬空指针。这是未定义行为。

使用std::vector或std::array并通过值返回。有编译器优化可以避免低效率。

- Shoe