在 C 中返回字符串。为什么会这样？

Question

对不起，如果这里已经发布过类似的东西，但我真的找不到。

我有以下代码，尽管我会说这是不正确的，但我得到了正确的答案。

char *selectStr(int index){
    char *str[] = {
        "hello",
        "hola",
        "epa",
        "alright",
    };
    return str[index];
}

int main() {
    printf("String: %s\n", selectStr(2));
    return 0;
}

谁能告诉我为什么这真的有效？我看到它的方式：字符串数组str 是 selectStr 函数内的局部变量。此函数返回包含在此数组中的字符串。但是由于这个字符串数组str 是一个局部变量，它应该在它返回后从内存中清除（对吗？），所以我预计会出现某种内存访问错误。

我应该认为自己很幸运，这段代码有效（即这是一种未定义的行为吗？）还是这实际上是一种很好的做事方式（在这种情况下，为什么）？

我的猜测是，指向数组str 的指针在函数返回后被清除，但它指向的实际内容不会被清除，它会一直保留在内存中，直到有其他内容写入它为止。如果有人能证实这一点，或者告诉我实际发生了什么，我将不胜感激。

提前致谢！

PS：我会这样做的方法是将缓冲区作为参数传递，但我只是想知道为什么，令人惊讶的是——至少对我来说——这确实有效。

Answer 1

谁能告诉我为什么这真的有效？

您假设这是未定义的行为，而 UB 并不意味着“您的代码会以明显的方式崩溃或失败”，这意味着任何事情都可能发生。

在这种情况下，您可以设想用于存储本地的堆栈空间可能尚未被重用，并且可能仍包含原始值。它可能会在某些时候失败，但你不能期望它会以明显的方式失败。

但是，您没有在此处调用 UB，因为您正在返回指向静态分配的字符串文字的指针（并且可能存储在只读内存中，因此您确实应该返回 const char*）。 array 是本地的； 字符串不是。

PS：我会这样做的方式是将缓冲区作为参数传递...

您还可以在函数中使数组成为静态的。这是否是一个好主意取决于您的整体设计。

Answer 2

字符串常量，例如“anything”，不存储在堆栈中。您的堆栈（在 selectStr() 中）包含一个指针数组，并且您正在返回一个指针，而不是堆栈上指针的地址。在这种情况下，您的指针将始终有效。

Answer 3

这段代码是正确的。

char *str[] = {
    "hello",
    "hola",
    "epa",
    "alright",
};

这不会创建一个字符串数组。

它创建一个指向字符串的指针数组。字符串本身具有静态存储持续时间。指针数组具有自动存储持续时间。当函数返回时，指针数组变为禁区，但字符串仍然存在。

return str[index];

这会取消对数组的引用以检索指向其中一个字符串的指针，并返回该指针。 str 超出范围，但指针仍指向静态存储中的字符串。

将str 标记为static 并没有什么坏处。优化器可能已经这样做了。所以你可以写：

static char *str[] = {
    "hello",
    "hola",
    "epa",
    "alright",
};

如果这样会让你更舒服。

Answer 4

我是否应该认为自己很幸运，这段代码有效（即，这是一个 未定义的行为？）或者这实际上是一种很好的做事方式 （在这种情况下，为什么）？

可能 =) 虽然，从你提出的论点来看，这很难说。出于所有意图和目的，它可能出于技术原因工作，但不是一个好主意。

我会在函数内部将数组设为静态，但如果这仍然让这里的人们感到不安，为什么不增加范围呢？

static const char *str[] = {
    "hello",
    "hola",
    "epa",
    "alright"
};

const char *selectStr(int index){
    return str[index];
}

当您将此函数与main 放在同一个文件中时，关于全局变量的程序设计考虑并没有真正考虑到...源文件并导出selectStr 函数。不用担心。

我要做的唯一调整是将数组命名为比 str 更明显的全局名称。