返回指向本地结构的指针

Posted 2023-02-22

【中文标题】返回指向本地结构的指针

【英文标题】：Returning pointer to a local structure

【发布时间】：2010-12-01 07:55:46

【问题描述】：

将指针返回到 C 中的本地结构是否安全？我的意思是这样做

struct myStruct* GetStruct()  
  
    struct myStruct *str = (struct myStruct*)malloc(sizeof(struct myStruct));  
    //initialize struct members here  
    return str;
  

安全吗？ 谢谢。

【问题讨论】：

不要转换malloc的返回值：c-faq.com/malloc/mallocnocast.html

强制转换 malloc() 的结果可以更容易地将代码移植到 C++，这对于 C 代码来说是很正常的事情。 （是的，我知道 C ！= C++）

【参考方案1】：

在您的代码中，您没有返回指向本地结构的指针。您正在返回一个指向 malloc() 的缓冲区的指针，该缓冲区将驻留在堆上。

因此，绝对安全。

但是，调用者（或调用者的调用者或调用者的调用者的被调用者，你明白了）将负责调用 free()。

不安全的是：

char *foo() 
     char bar[100];
     // fill bar
     return bar;

因为它返回一个指向堆栈上一块内存的指针——是一个局部变量——并且在返回时，该内存将不再有效。

Tinkertim 指的是“静态分配bar并提供互斥”。

当然：

char *foo() 
    static char bar[100];
    // fill bar
    return bar;

这将起作用，因为它将返回一个指向静态分配的缓冲区条的指针。静态分配意味着 bar 是全局的。

因此，上述内容不会在可能同时调用foo() 的多线程环境中工作。您将需要使用某种同步原语来确保对foo() 的两次调用不会相互干扰。有很多很多可用的同步原语和模式——再加上问题是关于 malloc()ed 缓冲区的事实，这样的讨论超出了这个问题的范围。

要明确：

// this is an allocation on the stack and cannot be safely returned
char bar[100];

// this is just like the above;  don't return it!!
char *bar = alloca(100);

// this is an allocation on the heap and **can** be safely returned, but you gotta free()
malloc(100);

// this is a global or static allocation of which there is only one per app session
// you can return it safely, but you can't write to it from multiple threads without
// dealing with synchronization issues!
static char bar[100];

【讨论】：

+1 ，尽管您可能会考虑通过静态分配 bar[] 并在调用函数时指示需要互斥来将不安全的示例修改为安全的。这将使这个答案在存档中非常有用。

明确一点：malloc 和 new 一样，是在堆中分配空间而不是在堆栈中分配空间？我做对了吗？

谢谢。我时不时地对堆栈和堆感到困惑。

很好的解释，但如果用实际的结构替换数组（并返回指针），也许这些例子会更好，就像问题一样？

【参考方案2】：

这样想：如果分配给该指针的内存不是该函数的本地内存（即在该函数的该实例的堆栈帧上 - 准确地说），您可以从该函数返回一个指针