在整数指针与字符指针的情况下悬空指针

Posted 2023-02-21

【中文标题】在整数指针与字符指针的情况下悬空指针

【英文标题】：Dangling pointer in case of integer pointer vs char pointers

【发布时间】：2018-05-12 17:50:16

【问题描述】：

我正在尝试了解悬空指针在 C++ 中的工作原理。

int* get_int_ptr()

    int i=10;
    int* ptr;
    ptr = &i;
    return ptr;


char* get_char_ptr()

    char str[10];
    strcpy(str,"Hello!");
    return(str); 


int main()

    cout << *get_int_ptr() << endl;
    cout << get_char_ptr() << endl;
    return 0;

这段代码的输出是-

警告：

prog.cpp: In function 'char* get_char_ptr()':
prog.cpp:16:9: warning: address of local variable 'str' returned [-Wreturn-local-addr]
char str[10];
    ^

输出：

10

有人能解释为什么i 的值会打印在main() 函数中，即使返回的指针指向超出范围的i。

为什么str的值没有打印出来。

int* 和 char* 在函数范围方面是分开处理的。

另外，在这里使用smart_pointers 是否会有所帮助？

【问题讨论】：

嗯，你无法理解悬空指针是如何“工作”的，因为它们不起作用！如果你想花精力去理解它们做了什么（即它们是如何失败的），请至少花同样多的精力确保你永远不会在真正的代码中使用它们！

解除对悬空指针的引用是Undefined Behaviour，这意味着任何事情都可能发生，包括看起来可以工作！该语言根本不做任何保证。只是碰巧在实际的硬件中，有时那块内存仍然包含以前的值，有时则没有。

"有人可以解释为什么 i 的值会打印在 main() 函数中，即使返回的指针指向超出范围的 i。"因为未定义的行为表明任何事情都可能发生。

基本上你的问题类似于“我没有驾照，为什么我能上车开车呢？”，或者“我在开车没有驾照。为什么没有警察拦住我？”也许警察稍后会阻止您，也许您永远不会被警察阻止，等等。基本上“未定义”会发生什么或不会发生什么。如果您在 C++ 中做一些非法/愚蠢的事情，同样的事情。由于未定义的行为，您无法保证会发生什么或不会发生什么。

【参考方案1】：

如您所知，返回指向局部变量的指针并不能保证有效。因此，您的 get_int_ptr 和 get_char_ptr 函数都不能正常工作。

（预示答案：“不保证工作”与“保证不工作”不太一样。）

您尝试了 get_int_ptr 函数。令您惊讶的是，调用程序“正确”打印了 10。

这是一个类比。你所做的就像这个小故事：

我正在修车。我拆下前轮修理刹车。当我重新装上前轮时，我忘记安装凸耳螺母，所以***并没有真正固定。然后我开车去商店买了一些牛奶。但是***没有掉下来。为什么不呢？

答案是，你非常非常幸运。

然后您尝试了 get_char_ptr 函数。它失败了。这并不奇怪，除非您想象get_int_ptr 实验的成功以某种方式证明了悬空指针毕竟是可以使用的。继续类比：

第二天，在车轮螺母仍然不见的情况下，我开车越野去探望年迈的祖母。到了一半，在高速公路上以每小时 60 英里的速度行驶时，前轮突然飞了起来，我撞到沟里，把我的车毁了。为什么会这样？

不用说，这是因为缺少凸耳螺母！没有任何东西支撑着前轮，而你前一天明显的“成功”，在那种破烂的情况下开车去商店，证明什么都没有。

我同意有趣的是，您的一个功能“有效”而另一个没有。但这基本上是随机事件。不，int* 和 char* 指针在这方面没有区别：如果悬空，它们几乎同样可能不起作用。

有时可以解释为什么随机事件会以这种方式发生。但是，在这里，我不能。我已经在我的编译器下尝试了你的程序，我看到的结果完全相同。 get_int_ptr 的局部变量 i 往往会存活下来，但 get_char_ptr 的局部数组 str 往往会被清除。我预计str 的部分可能会存活下来，但显然不会。但是，同样，我们无法解释这种行为并不重要，因为它是未定义的。

【参考方案2】：

打印某些内容是偶然的。

两个指针都指向当函数返回时不再存在的局部变量。

这是未定义行为的经典示例。

任何事情都可能发生 - 程序可能会为您点披萨、爆炸或打印一些东西 - 有时甚至是正确的值。