一道c++问题(循环体内的局部变量内存分配和释放)

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本文通过实验探讨了循环体内局部变量的内存分配机制，包括每次循环是否重新分配内存及变量值是否保留等问题，并分析了编译器优化对局部变量的影响。

From： http://www.cnblogs.com/wy-wangyan/archive/2013/04/30/3051487.html

问题如下：

最近查找bug时碰到了循环体中局部变量的内存分配相关的问题，于是查找相关知识，产生了一点疑问。先写代码：

 1 int main()
 2 {
 3     int i;
 4     bool bl = true;
 5     for (i=0; i<3; i++)
 6     {
 7         int nvar[10];
 8         if(bl)
 9         {
10             printf("uninitial ");
11             bl = false;
12         }
13         else{
14             printf("before:%d ",nvar[0]);
15         }
16                                  nvar[0] = 10*i;
17         //nvar[i] = 10*i;
18         printf("after:%d\n",nvar[0]);
19     }
20 }

实际上，我主要是想看看几个问题：

1、循环体每次循环是否都会为整形数组分配内存

2、每次进入循环时，nvar[0]的值是不是都保留了上一个循环时的值

发现：

1、由于编译器的优化，不会每次循环都会为数组分配内存，而是进入for循环之前一次分配好。

2、每次进入循环时，nvar[0]的值虽然保留了上一个循环的值，但是打印这个值是会报错的，编译器提示变量undefined，因为实际上这个地址对应的变量是一个新的变量，上一个循环产生的变量已经在循环结束时析构。其实把这个数组换成一个类的对象，会更好理解，如下：

 1 class B
 2 {
 3 private:
 4     int b;
 5 public:
 6     B()
 7     {
 8         printf("construction function\n");
 9     }
10     B(B &b)
11     {
12         printf("copy construction function\n");
13     }
14     ~B()
15     {
16         printf("destruction function\n");
17     }
18 };
19 
20 int main()
21 {
22                 B class1;
23                 for(int i=0; i<3; i++)
24                 {
25     B bclass1;
26     for (i=0; i<3; i++)
27     {
28         B bclass2 = bclass1;
29                 }
30 }

结果：

在回到上面的那个问题，当我把循环体中数据的复制方式换成nvar[i] = 10*i时，就不会产生运行错误。这是为什么？难道这样赋值时，上一次循环的临时对象不会析构吗？

我的回答：

临时变量每次循环回收是肯定回收的。我研究了一下，你这个错误是运行时错误，就是未初始化时出现的，属于编译器问题。vc上如果打开了RTC运行时检查就会报这个错，但是gcc上就不会。这个错，我看了一下汇编代码，还是跟编译器有关。编译器在开始的时候给为赋值的数组打了一个标志位。

1 mov    BYTE PTR $T3913[ebp], 0

而循环进行第二次的时候，

1 cmp    BYTE PTR $T3913[ebp], 0
2     jne    SHORT $LN8@main
3     push    OFFSET $LN9@main
4     call    __RTC_UninitUse
5     add    esp, 4

比较发现该数组依然没有初始化，就到了__RTC_UninitUse这个函数报了个错。诡异的是

当

nvar[i] = 10*i;

时编译器没有打初始化的标志位。所以也不会报错。原因可能跟编译器有关。

结论是，不要把未定义的行为交给编译器去处理。

自己印证了下， linux：

class BASE {
public:
    int a;
    ~BASE() {
        printf("~BASE\n");
    }
};

int main() {

    for (int i = 0; i <= 2; i++) {
        BASE b[2];
        printf("%d\n", b[1].a);
        b[1].a = 9999;
        printf("%p\n", b);
    }
}

输出：

0
0x7fffd1896420
~BASE
~BASE
9999
0x7fffd1896420
~BASE
~BASE
9999
0x7fffd1896420
~BASE
~BASE

对象必然会被解析，这是规范规定的，但是确实空间是被重复利用的.