为什么局部变量没有超出范围？ [复制]答案

【问题标题】：Why isn't the local variable going out of scope? [duplicate]为什么局部变量没有超出范围？ [复制]
【发布时间】：2021-01-17 12:58:14
【问题描述】：

x 是局部变量，在执行 fun() 后应该超出范围结束了。
它的地址是通过返回的指针和全局指针p 提供的，它指向不再有效的东西。但是，打印的输出仍然是5。
为什么？

#include <stdio.h> 

int *p = NULL;

int *fun() { 
    int x = 5;  
    p = &x;
    return p; 
} 

// Driver Code 
int main() { 
    printf("%d", *(fun())); 
    return 0; 
}

【问题讨论】：

这是一种未定义的行为。
p 指向一个内存位置。该内存位置尚未被覆盖。
嗨，史蒂夫，我对您的帖子进行了一些编辑，有点忘乎所以。我仍然认为它描述了您显示的代码，这就是您的意思。请仔细检查。如果我破坏了你的意思，请接受我的道歉并随时撤消。
用 -Werror -O3 (-O2 or -Os) 编译然后你的问题就解决了。不会编译:) godbolt.org/z/ssEE7P
@Yunnosch 如果有人说 UB 有效，那他就没有希望了 :)。

标签： c global local-variables

【解决方案1】：

它超出范围。
仍然访问它是无效的并导致未定义的行为。
仅仅因为您碰巧从那里读取了“可识别”值并不意味着它没有超出范围。

任何事情，包括但不限于使用局部变量调用另一个函数都可能/将改变您在那里读取的值。然而，这并不意味着只要你不做这些事情，你就可以使用/读/写。

【讨论】：

【解决方案2】：

我不知道编译器的实现细节，但我猜是因为保存 x 的堆栈空间仍然没有被其他一些变量擦除，因为你只调用了这个函数 fun() 一次。

请比较以下两段代码

以下代码输出 5\n4\n

在此代码中，每个printf 调用都会将函数结果刷新到屏幕上。同样，存放x的栈空间仍然没有被其他一些变量擦除，所以可以看到打印出来的变量值。

#include<stdio.h>
int *p = NULL;
int *fun(int y)
{
    int x = y;
    p= &x;
    return p;
}

// Driver Code 
int main()
{
    printf("%d\n", *(fun(5)));
    printf("%d\n", *(fun(4)));
    return 0;
}

以下代码输出 4\n168558721\n

在此代码中，您可以将第 15 行更改为首先打印 *r。你仍然会得到 4。你永远不会得到 5。当执行从第 14 行到第 15 行的翻译指令时，指针 q 和指针 r 必须指向同一个空间。由于我们调用的是同一个函数，所以第 13 行和第 14 行的栈帧应该有相同的结构，因此 x 分配在同一个地址下。

#include<stdio.h>
int *p = NULL;
int *fun(int y)
{
    int x = y;
    p= &x;
    return p;
}

// Driver Code 
int main()
{
    int *q = fun(5); // line 13
    int *r = fun(4); // line 14
    printf("%d\n", *q); // line 15
    printf("%d\n", *r);
    return 0;
}

【讨论】：

你能把贴出的代码中的行号去掉吗？
@chqrlie 完成。不错的建议。它将帮助人们粘贴和运行。 :)

【解决方案3】：

局部变量在堆栈中分配。当您从 main() 调用 fun() 时，堆栈显示为：

+---------------+ <---- Stack pointer  
|   local var x |  
+---------------+ <---- Address of 'x'  
| Return addr   |  
|  in main()    |  
+---------------+  
|Local vars of  |  
|   main()      |  
+---------------+  
|     ...       |  
+---------------+

当你回到main()时，局部变量、返回地址和参数从堆栈中弹出。但是堆栈没有被清除（顺便说一下，它会消耗太多的CPU！）。所以，只有堆栈指针移动：

+---------------+
|   local var x |
+---------------+ <---- Address of 'x'
| Return addr   |
|  in main()    |
+---------------+ <---- Stack pointer moved with the pops
|Local vars of  |
|   main()      |
+---------------+
|     ...       |
+---------------+

堆栈指针上方的所有内容都被认为是无效的，即使它没有被清除。所以，这就是为什么你有幸在 main() 函数中获得了x 的值。

但是假设你在 fun() 之后调用了另一个函数：

#include<stdio.h> 
#include<string.h> 

int *p = NULL;

void fun2()
{
  int var = 18;
  int var2 = 43;

  printf("fun2() called, var@%p=%d, var2@%p=%d\n", &var, var, &var2, var2);
}

int *fun() 
{ 
  int x = 5;  
  p= &x;
  return p; 
} 

// Driver Code 
int main(int argc, char *argv[]) 
{ 
  int *px;

  px = fun();
  printf("x@%p=%d\n", px, *px);
  if (argc != 1) {
    fun2();
  }
  printf("x@%p=%d\n", px, *px); 
  return 0; 
}

当程序没有调用fun2()时，它的行为和你的一样，但我添加了x地址的显示：

$ gcc try.c -o try
$ ./try
x@0x7ffd5beb5f04=5

当程序传递任何参数时，我们在 fun() 之后调用 fun2() 并在调用 fun2 之前和之后显示 x ():

$ ./try any_param
x@0x7ffeadacc084=5
fun2() called, var@0x7ffeadacc080=18, var2@0x7ffeadacc084=43
x@0x7ffeadacc084=43

我们可以看到在调用fun2()之后x的值变成了43，因为fun2()中的局部变量var2 fun() 运行时已与x 放在同一位置。因此，堆栈中的相同地址0x7ffeadacc084，当然还有x 的新值43，这实际上是var2 的值。

下面是调用fun2()后栈的样子（_fun()之前的数据已经被fun2()的数据覆盖了）：

+---------------+
|local var var  |
+---------------+ <---- Address of 'var' = 0x7ffeadacc080
|local var var2 |
+---------------+ <---- Address of 'var2' = 0x7ffeadacc084
| Return addr   |
|  in main()    |
+---------------+ <---- Stack pointer moved with the pops
|Local vars of  |
|   main()      |
+---------------+
|     ...       |
+---------------+

PS：堆栈从高地址向低地址增长。因此，var 的地址低于var2 的地址。

【讨论】：