为什么 gcc 在返回指向局部变量的指针而不是返回局部变量时会抛出警告？答案

【问题标题】：Why does gcc throw a warning when returning a pointer to a local variable and not when returning a local variable?为什么 gcc 在返回指向局部变量的指针而不是返回局部变量时会抛出警告？
【发布时间】：2012-01-01 07:53:34
【问题描述】：

请参阅下面的代码示例。函数fun_ret_loc_ptr() 中的语句return (&i) 返回警告：“函数返回局部变量的地址”。另一方面，函数fun_ret_loc_var() 中的语句return a 没有这样做。

#include <stdio.h>
int* fun_ret_loc_ptr()
{
   int i = 10;
   return (&i);
}

int fun_ret_loc_var()
{
   int a = 20;
   return a;
}

int main()
{
   printf("val frm local ptr = %d\n", *fun_ret_loc_ptr());
   printf("val frm local var = %d\n", fun_ret_loc_var());
}

我了解到，在第一个函数中，返回的地址 (return (&i);) 引用了一个内存位置，该内存位置是对应于函数 fun_ret_loc_ptr() 的堆栈帧的一部分。一旦此函数返回堆栈帧（激活记录）将被销毁。同样的事情应该适用于函数fun_ret_loc_var() 中的变量'a' (return a;)。即使返回了，但在main中使用时，'a'对应的内存也会死掉。

从“return”语句的功能来看，为什么会出现这种差异？

【问题讨论】：

标签： c gcc compiler-construction operating-system

【解决方案1】：

按值返回变量会复制它，因此从函数返回后使用它是安全的。

返回对局部变量的引用（或指针）是不安全的（因为从函数返回后引用/指针不再有效）。

现在，如果程序似乎按照您的预期进行，那纯属巧合。这称为 Undefined Behaviour。事实上，结果可能是任何事情（从你的汽车爆炸到为接下来的三周精心准备午餐。只是未定义）

【讨论】：

【解决方案2】：

您在帖子末尾很好地解释了这个解释。您唯一的“错误”是说变量 a 在函数调用结束时“死亡”。实际上它确实死了，但返回的是 a 的副本，而不是函数堆栈中的 a 。因此，访问该函数的返回值是没有问题的。

【讨论】：

如果按值返回，主函数如何知道返回值返回到哪个位置？
@Abhijeet：在返回期间，函数将其返回值推入堆栈。调用者函数然后从堆栈中检索（例如：弹出）它。
@jweyrich 返回值的复制位置取决于使用的调用约定。它可以在一个寄存器中传回，也可以跨多个寄存器传回。
@James：说得好！ :) 在其他架构（如 MIPS）的实现中也是如此。
事实上，过去 20 年来我使用的每个平台都对整数、指针和浮点数等原始类型使用寄存器返回，而不是堆栈返回。

【解决方案3】：

您可以考虑通过值或引用传递参数的类比。

在这里，您通过引用或按值返回值。如果按值返回值，则该值在调用者中可用。如果通过引用返回值，则将值的引用返回给调用者。要访问该值，调用者必须取消引用，但该引用不再指向任何有效值。

【讨论】：

【解决方案4】：

函数不返回变量；它们返回值。该值是否来自局部变量无关紧要；即使没有，它也来自一个“局部表达式”（我的术语），它的生命周期甚至比局部变量的生命周期还要短。返回指向本地（假设它是自动的，而不是静态的）变量的指针的问题是指针的值是无效的，并且在函数返回后对它的任何使用都会导致未定义的行为。

【讨论】：