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返回局部变量的引用时,它返回的是值还是地址(为什么这是危险的)?

Mary-Kate Olsen
Mary-Kate Olsen原创
2024-12-20 02:05:10408浏览

When Returning a Local Variable's Reference, Does It Return the Value or the Address (And Why Is This Dangerous)?

局部变量引用之谜:返回值还是地址?

许多程序员可能认为返回函数中局部变量或临时变量的引用是错误的,导致未定义的行为。然而,在某些情况下,它可能会出人意料地成功并修改变量的值。让我们用一个说明性的代码示例来研究这种现象:

#include <iostream>

int& foo() {
    int i = 6;
    std::cout << &i << std::endl; // Prints the address of i before return
    return i;
}

int main() {
    int i = foo();
    std::cout << i << std::endl; // Prints the value
    std::cout << &i << std::endl; // Prints the address of i after return
}

如果我们执行此代码,我们会观察到奇怪的行为:

  1. foo() 中局部变量 i 的地址返回前打印,表明它存在于栈帧中。
  2. 尽管 i 是 foo() 中的局部变量,但当我们修改它的值时,它的值被成功修改将返回值赋值给main()中的变量。
  3. main()中i的地址在返回前后保持不变,表明该变量仍然驻留在堆栈内存中。

解释发生的情况

这种令人费解的行为可以归因于方法堆栈中的一个怪癖帧在许多实现中被处理。从函数返回时,堆栈帧最初不会立即擦除。

在此示例中,返回类型为 int&,这意味着函数返回对 i 地址的引用。赋值 int i = foo(); in main() 将 foo() 中 i 的地址存储在 main() 中的变量 i 中。

同时,foo() 中的返回指令不会立即释放堆栈帧。结果,变量 i 仍然存在于堆栈内存中,尽管它应该已经被销毁了。这使得 i 在返回后可以通过其引用进行修改。

注意事项和含义

虽然这种行为看起来很方便,但它极其危险且不可靠。依赖延迟的堆栈帧销毁会导致未定义行为。

在定义良好的代码中,您应该确保局部变量保留在其定义函数的范围内,并在其终止时立即销毁。否则可能会导致不可预测的后果和错误。

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