C语言中函数返回局部变量的方法

对于局部变量，首先应该明确：其作用域是在函数内部，函数返回则变量被释放。而函数返回局部变量的情况，一般来说分两种：返回变量的值和返回指针。直接返回变量的值，一般来说是没有问题的。经常出错的是返回指针的情况。

返回指针的情况，我们先看两个例子：

1.

char *gen_local_variable()
{
    char *local_variable = "hello world!";
    return local_variable;
}
......
tmp = gen_local_variable();
......

2.

char *gen_local_variable()
{
    char local_variable[] = "hello world!";
    return local_variable;
}
......
tmp = gen_local_variable();
......

这两种情况，哪个对哪个错？

答案是：1对，2错。

让我们来分析一下为什么。对于1，函数中定义了局部指针local_variable，并且指向字符串"hello world!"。这里，我们要明确："hello world!"是字符串常量，其存放的位置在只读存储区。因此，在函数gen_local_variable()结束后，local_variable指向的空间是不释放的。所以，这里是没有问题的。

反观2中，定义了字符数组local_variable，其存放的位置是在栈上。很明显，当函数执行完之后，指针所指向的栈的空间已经释放了。因此，就不难理解为什么会出错了。

下面我们讨论一下，如何解决上面的问题。方案有如下几种：

1. 使用全局变量

这种方法简单易用，但是缺点在于任何人都有可能在任何时候修改这个全局变量，

2. 使用静态数组，例如

char *gen_local_variable()
{
    static char local_variable[] ;
    ......
    return local_variable;
}

这样可以防止任何人修改这个数组，但是该函数的下一次调用将覆盖这个数组的内容，所以调用者必须在此之前使用或者备份数组的内容。和全局变量一样，大段的缓冲区闲置不用，是很浪费内存空间的。

3. 显式分配一些内存，保存返回的值。例如：

char *gen_local_variable()
{
    char *local_variable = malloc(100);
    ......
    return local_variable;
}

这个方法具有静态数组的优点，而且在每次调用时都创建一个新的缓冲区，所以函数以后的调用都不会覆盖之前的返回值。它适用于多线程的代码。其缺点在于：程序员必须承担内存管理的任务。人们很容易忘记释放已分配的内存，从而产生令人难以置信的bug。

4. 调用者分配内存来保存函数的返回值。这也许是最好的解决方案。

void gen_variable(char *variable, int size)
{
    char *local_variable;
    ......
    strncpy(variable, local_variable, size);
}
buffer = malloc(size);
gen_variable(buffer, size);
......
free(buff);

在同一代码块中进行malloc和free操作，内存管理是最简单的了。

以上是我在看《C专家编程》中的一些体会，欢迎各位的指正。