C/C++返回局部变量的引用/地址

本文深入探讨了C++中返回局部变量引用导致的野指针问题及堆内存管理不当引起的内存泄漏现象。通过三个示例程序,详细分析了局部变量生命周期、指针引用和堆内存释放的重要性。

程序1

下面这段程序,返回局部变量的引用,将其赋给指针p,第一次打印可以输出a的值,第二次便是一个随机数:

#include<iostream>
using namespace std;

int *p = NULL;
int& foo()
{
	int a = 10;
	return a;	
}

void main()
{
	p=&foo();
	cout << *p << endl;
	cout << *p << endl;
}

运行结果:

程序2

下面这段,与上面的基本没啥本质区别,指针p在函数内部指向局部变量,函数执行完再打印p指向地址的内容,运行情况与上面程序一样:

#include<iostream>
using namespace std;

int *p = NULL;
void foo()
{
	int a(10);
	p = &a;
}

void main()
{
	foo();
	cout << *p << endl;
	cout << *p << endl;
}

运行结果:

程序3 

下面这段,在函数中定义了一个局部指针变量,执行堆内存空间,再让指针p也指向该内存空间,函数执行完后,打印p指向内存空间的内容,没有问题:

#include<iostream>
using namespace std;

int *p = NULL;
void foo()
{
	int *a ;
	a = new int(3);
	p = a;
}

void main()
{
	foo();
	cout << *p << endl;
	cout << *p << endl;
	cout << *p << endl;
}

运行结果:

 

总结

以32位程序为例,程序1和程序2中,foo()函数中变量a为局部变量,占用的内存空间4字节。

在局部变量作用域内,即foo()函数中,这四个字节区域是受保护的,不会被其它数据覆盖。

当出了作用域,便不能再通过a访问这4个字节空间,但是指针p仍然指向这4个字节空间,可以通过指针p访问。

但是,关键的是,出了作用域,这4个字节空间便不被保护,可以看到,第一次打印*p,数值仍然是foo()中局部变量的值,这是因为,这4个字节空间虽然不被保护,但是其数据暂时留存着;而第二次打印*p,发现内容变了,这是因为,计算机将其它数据放到了这4个字节空间。

所以,返回局部变量的引用,是万万不可取的,因为这块空间随时可能被其它数据覆盖。此时的指针p便称为野指针。新的数据肯定是有用的,如果通过野指针改变其内容,可能会因为系统异常或程序崩溃。

在程序3中,指针p是指向堆内存,在堆中的内容,必须手动释放,不释放的话,这段内存空间也不会被别的数据占用。

所以,在foo()中,a虽然是局部变量指针,p通过a获取到a指向的堆内存空间地址,而在foo()执行完后,不能通过a访问堆内存空间,但是仍然可以通过p来访问,这是没有问题的。

但如果堆上的该内存空间,在程序中根本没有写释放程序,或者在整个程序结束时没有执行到释放程序,那么这块内存空间也会一直占据着,你的exe结束了,但堆中还残留着数据,这些数据便为垃圾数据,这种现象称为内存泄漏。

 

自己理解的,大概是这样,可以解释通,但更专业的解释应该是用函数调用、堆栈相关内容,这部分还木有涉及呐。

 

 

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