C++ 中的作用域和返回值答案

【问题标题】：Scope and return values in C++C++ 中的作用域和返回值
【发布时间】：2010-09-21 11:19:59
【问题描述】：

我重新开始使用 c++ 并且正在考虑变量的范围。如果我在函数中有一个变量，然后我返回该变量，该变量在返回时是否不会“死”，因为它所在的范围已经结束？

我已经尝试过使用返回字符串的函数，它确实有效。谁能解释一下？或者至少请给我指出一个可以向我解释这一点的地方。

谢谢

【问题讨论】：

【解决方案1】：

这取决于退货商品的类型。如果您按值返回，则会创建一个新的变量副本以返回给调用者。我认为您不需要担心对象的生命周期，但您可能需要担心复制对象的成本（但请不要过早优化 - 正确性更为重要）：

std::string someFunc( std::string& const s)
{
    return s + "copy";
}

如果函数返回一个引用，那么你需要小心你返回的内容，因为它的生命周期需要超出函数的生命周期，如果你是，调用者不一定能够delete它使用new 创建对象：

std::string& someFunc2( std::string const& s)
{
    return s + "reference to a copy";   // this is bad - the temp object created will 
                                        //  be destroyed after the expression the 
                                        //  function call is in finishes.
                                        //  Some, but not all, compilers will warn 
                                        //  about this.
}

当然，返回指针也会有类似的生命周期考虑。

【讨论】：

【解决方案2】：

只是为了多一点面向内存模型的解释：当调用函数时，会为函数腾出一个临时空间来放置其局部变量，称为 frame。当函数（被调用者）返回其值时，将返回值放入调用它的函数（调用者）的框架中，然后被调用者框架被销毁。

“框架被破坏”部分是为什么您不能从函数返回指针或对局部变量的引用。指针实际上是一个内存位置，因此一旦帧被销毁，返回局部变量（根据定义：帧内的变量）的内存位置就变得不正确。由于被调用者框架在返回值后立即被销毁，因此任何指向局部变量的指针或引用都会立即不正确。

【讨论】：

【解决方案3】：

当函数终止时，发生以下步骤：

函数的返回值为复制到原来的占位符中为此目的放入堆栈。

堆栈帧之后的所有内容指针弹出。这破坏所有局部变量和参数。

返回值被弹出堆栈并分配为值的功能。如果值函数没有分配给任何东西，没有分配发生，并且价值丢失。

下一条指令的地址执行从堆栈中弹出， CPU 恢复执行那条指令。

The stack and the heap

【讨论】：

这篇文章不错！我为它添加了书签，以便与了解堆栈的人分享 :)
标准 C++ 没有堆栈的概念。
@CMS 我很好奇 C++ 标准中是否有部分支持此声明？据我所知，有关堆栈的这些信息通常是特定 CPU 架构的调用约定的一部分，并且不必对每个可用平台都相同。

【解决方案4】：

这实际上取决于您返回的变量类型。如果您返回一个原语，那么它是通过复制而不是通过引用返回的，因此该值被复制到调用函数可以获取它的堆栈顶部（或者，更常见的是放入寄存器中）。如果您在堆上分配一个对象或内存并返回一个指针，那么它不会死，因为它在堆上，而不是在堆栈上。但是，如果您在堆栈上分配一些东西并返回它，那将是一件坏事。例如，其中任何一个都非常糟糕：

int *myBadAddingFunction(int a, int b)
{
    int result;

    result = a + b;
    return &result; // this is very bad and the result is undefined
}

char *myOtherBadFunction()
{
    char myString[256];

    strcpy(myString, "This is my string!");
    return myString; // also allocated on the stack, also bad
}

【讨论】：

我实际上是在返回一个字符串。它不完全是一个数组，但我在函数中声明它，如下所示： string funcnam(parms...) { string test; 返回字符串；并且一切正常
如果它是一个实际的字符串对象，它会很好，因为它是在堆上分配的，而不是在堆栈上。在上面的坏例子中，myString 实际上并不是一个对象，只是一个标准的 char 数组。 CMS 的 Stack and Heap 文章非常好，您应该阅读一下 :)

【解决方案5】：

当您返回一个值时，会生成一个副本。局部变量的作用域结束，但会创建一个副本，并返回给调用函数。示例：

int funcB() {
  int j = 12;
  return j;
}

void A() {
  int i;
  i = funcB();
}

将 j (12) 的值复制并返回给 i，以便 i 收到 12 的值。

【讨论】：

如果返回值是一个数组怎么办？我需要在返回之前对其进行 malloc 吗？因为数组保存了内存的第一个地址
您将动态分配一个数组（new / malloc）。您的动态分配将为局部变量分配一个指针值，并且该指针的值将被返回。返回一个本地声明的数组 (int[] var; std::array othervar;) 将是一个错误 - 函数退出时作用域将结束，您的数组将无效。
谢谢，所以如果i 在这种情况下是一个结构对象，那么我将&i 作为一个参数传递给funcB - funcB 不会返回任何东西，只是使用i结构成员计算，我需要malloci吗？没有权利？因为i的值还在void A()的范围内，所以我不怕在funcB结束后生命周期结束
对 - 你的解决方案比让 funcB() 到 malloc 并返回一个指针更好。如果你不在同一个地方分配和释放内存，很容易发生内存泄漏。

【解决方案6】：

局部变量被复制到返回值。复制构造函数被调用用于非平凡的类。

如果您返回一个指针或对局部变量的引用，您将遇到麻烦——正如您的直觉所建议的那样。

【讨论】：