返回带有指向内部结构数组的指针成员的结构是否安全？

Question

如果结构体中有指向结构体其他成员的指针，如果我们从函数返回结构体，是否可以保证这些指针仍指向结构体的内部成员？

以这个小尺寸优化的缓冲区结构为例：

#include <stdint.h>
#include <stdio.h>

struct buffer {
    uint8_t *begin;
    uint8_t *end;
    uint8_t sso[20];
};

struct buffer test() {
    struct buffer buffer;
    buffer.begin = buffer.sso;
    buffer.end = buffer.begin + 20;

    return buffer;
}

int main(void) {
  struct buffer buffer = test();

  return buffer.begin == buffer.sso ? 0 : 1;
}

当我在本地编译这段代码并运行它时，它返回 0 所以buffer.begin 仍然指向buffer.sso 的开头。但是，这是否保证始终是大小写，还是我取决于特定于编译器的 RVO 行为？

Answer 1

没有。当函数返回时，test() 函数内部的 buffer 后面的内存将停止存在。函数返回后，指向此buffer 和buffer 内部任何成员的所有指针均无效。

以下是一个有效的替代方案：

#include <stdint.h>
#include <stdio.h>

struct buffer {
    uint8_t *begin;
    uint8_t *end;
    uint8_t sso[20];
};

void buffer_init(struct buffer *buffer) {
    buffer->begin = buffer->sso;
    buffer->end = buffer->begin + 20;
}

int main(void) {
    struct buffer buffer;
    buffer_init(&buffer);

    return buffer.begin == buffer.sso ? 0 : 1;
}

Answer 2

它不起作用，因为分配局部变量buffer 的内存超出范围，但指针仍将指向该区域。在 main() 中分配的 buffer 将具有不同的地址。该结构的内容是从函数中复制的，因此您必须更新指针。

一个更好的版本是不使用指针，而是使用数组索引：

struct buffer {
    size_t  begin;
    size_t  end;
    uint8_t sso[20];
};

struct buffer test() {
    struct buffer buffer;
    buffer.begin = 0;
    buffer.end = 20;
    return buffer;
}

这个你可以安全地从函数中返回，一切仍然有效。