C++：两百字三段代码解决函数返回局部变量问题

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发布于: 2020 年 06 月 04 日

C++：两百字三段代码解决函数返回局部变量问题﻿
不可返回指向栈内存的局部变量。
可返回指向堆区和常量区的局部变量。
（选）调用函数步骤：先入栈参数和局部变量 -> 执行函数 -> 将返回值保存至一个区域 -> 出栈函数的局部变量和参数 -> 将返回值拷贝至主函数的接受值。
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函数不可返回指向栈内存的局部变量，但可返回指向堆和常量区的。
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那么什么是栈，堆以及常量区呢？它们中存放的是什么数据？它们储存的数据什么时候释放？
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一、栈、堆和常量区（重要）﻿
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二、实例证明1. 指向常量区的局部变量﻿
int myFun() {
	  int a = 10;
    cout << a << endl;   // 打印局部变量a的值
    return a;   // 返回时，a由于是指向常量区的指针，在程序结束时释放，故成功返回
}
int main() {
    int p = 0;
    p = myFun();
    cout << p << endl;  // 打印接受到的数组的首地址
    return 0;
}
// 结果
// ======================
10    // myFun中，a的数据
10	  // p数据
此方式为常使用的返回方式。
2. 指向栈的局部变量﻿
int *myFun() {
	  int a[3] = {1, 2, 3};
    cout << a << endl;   // 打印数组的首地址
    return a;   // 返回时，a由于是指向栈内存的指针，在函数结束就是释放，故主函数中接受不到数组
}
int main() {
    int *p = NULL;
    p = myFun();
    cout << p << endl;  // 打印接受到的数组的首地址
    return 0;
}
// 结果
// ======================
0x61fed4    // myFun中，a的首地址
0			// p的地址，其为0，表示并未接收到函数返回的数组	
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因为myFun()函数中的a数组，其为指向栈内存的指针。栈内存在函数结束时，便会被系统释放，故主函数中接受不到数组。
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3. 指向堆的局部变量
int *myFun() {
	int *a = new int[3];
    a[0] = 0;
    a[1] = 1;
    a[2] = 2;
    cout << a << endl;   // 打印数组的首地址
    return a;   // 返回时，a由于是指向堆内存的指针，直到程序员释放或程序结束才释放，故主函数中接受到数组
}
int main() {
    int *p = NULL;
    p = myFun();
    cout << p << endl;  // 打印接受到的数组的首地址
    cout << "p[0]:" << p[0] << endl;  // 打印第一个值
    return 0;
}
// 结果
// ======================
0x217d8   // myFun中，a的首地址
0x217d8	  // p的地址，其为0，表示并未接收到函数返回的数组	
p[0]:0    // 成功接受数组
由于a是new创建的，故指向堆，堆中数据不会被系统自动释放，故可成功接收。
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希望深入了解调用函数细节问题可继续观看。
三、深入思考——用函数调用栈的方式解释此问题﻿
本文此处不会详细的从底层汇编角度出发，如想深入研究函数调用栈问题，可参考这两篇文章 [1, 2]，相信一定会有所收获，写下这段权作抛砖引玉吧。
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如果从函数调用栈的角度怎么解决这个问题呢？
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函数调用是通过栈来完成的，调用时将函数进栈，分配空间，调用结束将函数出栈，回收栈内存。
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入栈顺序如图。
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在主函数中调用语句执行完毕后，会将主函数的下一条指令入栈，并且将实参按照函数从右往左的顺序依次进栈——实参传值给形参的过程，实际上就是将一个个实参压栈的过程。
之后进入到被调函数，一般认为当遇到 {符号时，开始分配局部变量内存。
执行函数体中代码。
当遇到return语句时，会将返回值临时复制到一块内存中。在函数结束后，会将此值拷贝至接收的参数中。
遇到} 符号时，会将堆栈中所有局部变量、栈中的数据全部回收，回收的方式只是移动栈顶指针，随后开始执行主函数中的下一条指令。
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明白了这些之后，就能很轻松的明白，为什么修改形参不会影响实参的值。以及为什么指向栈内存的指针，会无法将数据传递至主函数中。
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但是为什么第二节中第二个程序返回的是0，本人至今尚未找到答案，若有好的想法，还望在下面留言，不吝赐教。
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四、 文献﻿
[1] 利用反汇编手段解析C语言函数——Vincent_Song，点这里。
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[2] 函数调用栈 剖析＋图解——桁桁8道，点这里。
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