关于右值的范围和内存泄漏

Question

如果你“永远”留在同一个块中，右值会发生什么？

假设我有以下代码：

char buff[999];
time_t timer;
while(true){
...
    time(&timer);
    strcpy(buff, ctime(&timer));
...
}

在每次迭代中，右值 char * 将从 ctime 返回，但它会在迭代结束时被释放还是仅在块完成时被释放？

如果只是在块完成时，那么经过几百万次迭代，内存可能会被完成的右值char*填满，对吧？

（我用c和c++标记了这个，因为我也想知道这两者之间是否有区别）

Answer 1

由于历史原因，C 库中的函数返回不同类别的内存：

• 不需要释放的静态分配内存。该库通常在其代码中将其声明为静态数组，并将在每个函数调用中重用相同的内存区域。 ctime和localtime就是这方面的例子。请勿不释放此内存。 （可能值得一提的是，这些函数被认为已被弃用，并且由于它们不适合多线程操作而逐渐消亡）
• 动态分配的内存需要由调用者释放。该内存由库函数动态分配，该库函数使用malloc() 分配该内存，将指针返回给您，并希望您在完成后将其分配给free()。 strdup() 就是这个表单的一个很好的例子。

您只需需要知道您正在使用的特定库调用将返回哪个类，以便知道您是否应该free() 那个内存。请查阅相应调用的手册页。

在ctime() 的情况下，循环中的迭代绝对无关紧要。由于库在每次迭代中返回完全相同的缓冲区地址，该地址被写入堆栈帧中的完全相同的位置，因此不存在内存泄漏之类的情况。如果您在循环中改为调用strdup()，则会造成内存泄漏。

Answer 2

ctime 返回的指针在 C 和 C++ 中都称为 值。它不是一个对象，因此它没有生命周期或存储持续时间。

您的问题就像是在问：在代码for(;;) { 10 + 10; } 中，内存会被20 填满吗？ （答案是：否）。

（不要与 C++ 中的 temporaries 混淆，它们是对象并且确实有生命周期）。

在 C 中，可以访问函数的返回值，直到当前语句结束（即在您的情况下为下一个 ;），尽管对于标量类型，这无关紧要，因为没有语法会表达这样的访问。这个规定是指类似于printf("%d\n", foo().x); 的东西，其中foo() 按值返回一个结构。

代码 printf("%d %d %d %d %d %d %d %d %d %d\n, foo().x, foo().x, foo().x, foo().x, foo().x, foo().x, foo().x, foo().x, foo().x, foo().x); 确实需要编译器实现 10 个返回值对象，但它们都死在 ; 处。

注意。您的问题包含固有的误解。当到达} 时，该块结束，即使还有另一个迭代。下一次迭代是一个新的块，在块内声明的变量在概念上被销毁并在每次迭代时重新创建。

Answer 3

（我这里说的是 C，对于 C++，这要复杂得多）

局部变量，例如你的

char buff[999];
time_t timer;

...通常在输入函数时一起分配。此类变量要么在堆栈帧中分配空间（在 buff 的情况下），要么直接在硬件寄存器上（可能在定时器的情况下）。

所有这些分配都是在一条机器指令中一起完成的，只需将指针移动到堆栈顶部即可。每个函数调用只有一个局部变量的实例，因此不会因为循环使用它们而导致内存填满。此外，该内存区域可以增长的大小（大约 10 兆字节）会有一个相对较低的全局限制。

所有局部变量在函数退出时通过销毁堆栈帧自动释放。同样，这只是通过再次将堆栈指针移回来完成。这与静态函数变量（只是可访问性有限的全局变量）和必须显式分配或释放的动态分配（堆）变量形成对比。

堆栈框架有点过于复杂，无法在此处完整介绍，但我建议您阅读它们，因为了解函数调用的工作原理确实有助于对 C 编程的一般理解。

如果您对变量存储有任何更具体的问题，我相信您可以在此处找到有关堆栈溢出的帮助，因为我们大多数 C 程序员都喜欢谈论这类事情 :)