最近在溫習指針的部分時發現了一個有趣的問題,先看以下程序:
//1.c
#include<stdio.h>
int* fun()
{
int t = 567;
return &t;
}
int main()
{
int *p;
p = fun();
printf("%d",*p);
}
當我把1.c運行后，發現輸出結果是:567。此時編譯器給出警告信息：返回值是局部變量的地址。
首先，我們知道操作系統給函數分配的內存空間都是在棧中，當函數調用結束后，操作系統就會回收其內存空間。當然，這個過程包括回收函數內部的局部變量(局部變量也是存儲在棧空間中)，而此處的"回收"是指銷去變量名/函數名，並把其內存空間標記為可用。即操作系統可對該部分內存空間重新利用。但既然變量已經被回收了，為什么還能輸出其值？
對於此問題，我是這樣認為的：
1.當變量的生命周期結束后，雖然變量該變量已不存在，但其之前分配的內存空間還在，也就是其地址還是之前變量的地址，而如果該部分內存空間在main函數結束之前都一直未被操作系統重新利用的話，它的數據沒有被改寫，那么此時輸出*p的值還是之前變量的值。
2.雖然我輸出的*p是567，但是不能保證每次輸出的*p都是567。因為編譯器和操作系統都無法保證這部分內存空間在main函數結束前一直都不會被利用，所以這種輸出是不穩定的。實際上，此時的指針p相當於一個野指針，此時雖然也可以對這部分內存空間進行讀寫操作(可看作對野指針的操作)，但是相當危險的。
3.由此可知，一定不要把局部變量的地址作為函數的返回值。
接下來再看另一個程序:
//2.c
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int* fun()
{
int *t = (int*)malloc(sizeof(int)); ;
*t = 567;
return t;
}
int main()
{
int *p;
p = fun();
printf("%d",*p);
}
當我運行2.c后，發現其輸出結果：567。並且編譯器沒有給出任意的警告信息。
此時t作為一個局部變量，並且函數的返回值為t的地址，為什么編譯器沒給出警告？
在我看來，2.c中的t與1.c中t雖然同為局部變量，兩者在內存中的分布是完全不同的。1.c中的t是存儲在棧空間中的，而2.c中t是存儲在堆空間中的(堆與棧的區別:http://www.cnblogs.com/wangkundentisy/articles/6003482.html)。而當局部變量生命周期結束后，編譯器會先消除該局部變量名，然后對於棧中的空間，編譯器會釋放它；而對於堆中的空間，編譯器並不理會。所以，在2.c中，雖然fun函數以及指針t被銷毀，但t指向的內存空間依然完好無損，並且由於編譯器並未釋放它，操作系統自然不會去利用這部分內存空間。所以，最后輸出*p時，始終會輸出567。但是，這樣會造成內存泄漏，並產生垃圾！所以說malloc之后，一定要有一個free與之相對應！故在2.c中，printf函數后應加上free(p)。
綜上，在寫程序時，一定不要把局部變量的地址作為函數的返回值！一定盡量避免返回在函數內部使用的分配函數(malloc或new)分配的內存空間，以及malloc和free一定要成對的出現！