指向函数本地结构的指针的范围和生存期

Posted 2023-02-18

【中文标题】指向函数本地结构的指针的范围和生存期

【英文标题】：scope and lifetime of a pointer to struct which is local to a function

【发布时间】：2021-09-06 22:03:04

【问题描述】：

在下面的代码中，我在最后一个节点处插入。它工作正常。 但我的疑问是因为我最后声明了 Node *；本地，因此每当进行新调用时，都会创建一个新的指针变量，并在函数终止后从内存中删除前一个变量。那么 Node * 是怎么来的？是否保留了上一次调用的地址，因为每次都会重新创建？

第一；是指向链表第一个节点的指针，全局声明。

void insertLast(int x)

    Node *last;
    Node *q=new Node;
    q->data=x;
    q->next=NULL;
    if(first==NULL)
        first=last=q;
    else
    
        last->next=q;
        last=q;
    

 
insertLast(2);
insertLast(5);
insertLast(7);
display(first);
 
output:
2 5 7

【问题讨论】：

请在问题中包含您的代码的minimal reproducible example

last->next=q; 行是未定义的行为，因为此时 last 未初始化。

那么为什么 Node * 是最后一个？正在保存上一次调用的地址 - 未定义的行为。它很可能只起作用，因为您连续进行调用并且值保存在寄存器/堆栈中未清除。如果您在display 之后再添加一个insertLast 调用，它可能会崩溃。

@463035818_is_not_a_number 我已经更新了帖子。请再次检查。

@Yksisarvinen 我在显示后尝试添加。仍然可以正常工作。

【参考方案1】：

更简单的例子，同样的效果：

#include <iostream>

void DONT_DO_THIS(bool init)
    int x;
    if (init) x = 42;
    else std::cout << x << "\n";


void foo() 
    int y = 0;


int main() 
    DONT_DO_THIS(true);
    DONT_DO_THIS(false);
    DONT_DO_THIS(false);
    foo();
    DONT_DO_THIS(false);

在进一步阅读之前，请尝试找出这段代码的输出。

你下定决心了吗？

你知道输出是什么吗？

无论您期望此代码打印什么，它都是错误的。该代码具有未定义的行为并且可以产生任何输出。使用 gcc 11.1，这是我得到的输出：

42
42
0

未初始化时从局部变量x 读取是未定义的行为。你不能那样做！如果您无论如何都这样做，一种可能性是下次您调用该函数时，42 仍存储在寄存器中，而x 恰好具有该值。事实上x 在这种情况下没有任何价值。据说它有一个你无法读取的不确定值。

打开优化 (-O3) 时，输出如下：

0
0
0

很可能编译器意识到代码有 UB 并优化掉所有无意义的代码。

无论你得到什么输出，任何输出都符合 C++ 标准，因为标准没有规定编译具有未定义行为的代码应该是什么结果。

TL;DR：始终初始化变量。永远不要从未初始化的变量中读取。具有未定义行为的代码似乎可以工作，但它必须被修复。