背景

最近準(zhǔn)備從 C 語言零基礎(chǔ)到 PHP 擴(kuò)展開發(fā)實戰(zhàn)，案例的過程中準(zhǔn)備了如下代碼碎片，演示解析http scheme

#include

#include

#include

char *parse_scheme(const char *url)

{

char *p = strstr(url,"://");

return strndup(url,p-url);

}

int main()

{

const char *url = "http://static.mengkang.net/upload/image/2019/0907/1567834464450406.png";

char *scheme = parse_scheme(url);

printf("%s\n",scheme);

free(scheme);

return 0;

}

上面是通過strndup的方式，背后也依托了malloc，所以最后也需要free。

有人在微信群私信parse_scheme能用char []來做返回值嗎？我們知道棧上的數(shù)組也能用來存儲字符串，那我們可以改寫成下面這樣嗎？

char *parse_scheme(const char *url)

{

char *p = strstr(url,"://");

long l = p - url + 1;

char scheme[l];

strncpy(scheme, url, l-1);

return scheme;

}

大多數(shù)人都知道不能這樣寫，因為返回的是棧上的地址，當(dāng)從該函數(shù)返回之后，那段棧空間的操作權(quán)也釋放了，當(dāng)再次使用該地址的時候，值就是不確定的了。

那我們今天就一起探討下出現(xiàn)這樣情況的背后的真正原理。

基礎(chǔ)預(yù)備

每個函數(shù)運行的時候因為需要內(nèi)存來存放函數(shù)參數(shù)以及局部變量等，需要給每個函數(shù)分配一段連續(xù)的內(nèi)存，這段內(nèi)存就叫做函數(shù)的棧幀(Stack Frame)。

因為是一塊連續(xù)的內(nèi)存地址，所以叫幀；為什么叫要加一個棧呢？

想必大家都熟悉了函數(shù)調(diào)用棧，為什么叫函數(shù)調(diào)用棧呢？比如下面的表達(dá)式

array_values(explode(",",file_get_contents(...)));

函數(shù)的執(zhí)行順序是最內(nèi)層的函數(shù)最先執(zhí)行，然后依次返回執(zhí)行外層的函數(shù)。所以函數(shù)的執(zhí)行就是利用了棧的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，所以就叫棧幀。

x86_64 cpu上的 rbp 寄存器存函數(shù)棧底地址，rsp 寄存器存函數(shù)棧頂?shù)刂贰?/p>

實驗

#include

void foo(void)

{

int i;

printf("%d\n", i);

i = 666;

}

int main(void)

{

foo();

foo();

return 0;

}

$gcc -g 2.c

$./a.out

0

666

為什么第二次調(diào)用foo函數(shù)輸出的結(jié)果都是上次函數(shù)調(diào)用的賦值呢？先看下反匯編之后的代碼

000000000040052d :

#include

void foo(void)

{

40052d: 55 push %rbp

40052e: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp

400531: 48 83 ec 10 sub $0x10,%rsp

int i;

printf("%d\n", i);

400535: 8b 45 fc mov -0x4(%rbp),%eax

400538: 89 c6 mov %eax,%esi

40053a: bf 00 06 40 00 mov $0x400600,%edi

40053f: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax

400544: e8 c7 fe ff ff callq 400410

i = 666;

400549: c7 45 fc 9a 02 00 00 movl $0x29a,-0x4(%rbp)

}

400550: c9 leaveq

400551: c3 retq

0000000000400552 :

int main(void)

{

400552: 55 push %rbp

400553: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp

foo();

400556: e8 d2 ff ff ff callq 40052d

foo();

40055b: e8 cd ff ff ff callq 40052d

return 0;

400560: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax

}

400565: 5d pop %rbp

400566: c3 retq

400567: 66 0f 1f 84 00 00 00 nopw 0x0(%rax,%rax,1)

40056e: 00 00

理論分析

第一次進(jìn)入 foo函數(shù)前后

在進(jìn)入foo函數(shù)之前，因為main里沒有參數(shù)也沒有局部變量，所以，main 的棧幀的長度就是0，rbp和rsp相等(0x7fffffffe2c0)。當(dāng)執(zhí)行

callq 40052d

會把main函數(shù)的在調(diào)用foo之后需要返回執(zhí)行的下一行代碼的地址壓棧，因為是64位機(jī)器，地址8字節(jié)。

進(jìn)入foo之后

push %rbp

把rbp的值壓棧，因為也是存的地址，所以又占了8字節(jié)，所以當(dāng)初始化foo函數(shù)的rbp的時候

mov %rsp,%rbp

rsp已經(jīng)在原來的基礎(chǔ)上加了16字節(jié)，所以從0x7fffffffe2c0變成了0x7fffffffe2b0。

sub $0x10,%rsp

因為foo函數(shù)里面局部變量，編譯的時候就預(yù)留了16字節(jié)，所以rsp變?yōu)榱?x7fffffffe2a0

最后執(zhí)行了

movl $0x29a,-0x4(%rbp)

將666放在了0x7fffffffe2ac，當(dāng)?shù)诙握{(diào)用的時候，打印i的匯編代碼如下

printf("%d\n", i);

400535: 8b 45 fc mov -0x4(%rbp),%eax

400538: 89 c6 mov %eax,%esi

40053a: bf 00 06 40 00 mov $0x400600,%edi

40053f: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax

400544: e8 c7 fe ff ff callq 400410

第二次進(jìn)入 foo函數(shù)前后

因為上次-0x4(%rbp)存了666，而第二次調(diào)用foo的rbp的值又和第一次一樣，所以是一個地址。所以666就被打印出來了。

回到主題

#include

#include

#include

char *parse_scheme(const char *url)

{

char *p = strstr(url,"://");

long l = p - url + 1;

char scheme[l];

strncpy(scheme, url, l-1);

printf("%s\n",scheme);

return scheme;

}

int main()

{

const char *url = "http://static.mengkang.net/upload/image/2019/0907/1567834464450406.png";

char *scheme = parse_scheme(url);

printf("%s\n",scheme);

return 0;

}

調(diào)試信息如下，當(dāng)從parse_scheme返回時，打印scheme的結(jié)果還是http，但是當(dāng)我們調(diào)用printf之后，和上面樣例中一樣，parse_scheme出棧，printf入棧，則棧上內(nèi)存就又替換了，所以打印出來的結(jié)果則不一定是http了。

《新程序員》：云原生和全面數(shù)字化實踐50位技術(shù)專家共同創(chuàng)作，文字、視頻、音頻交互閱讀

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的c语言数组在栈上的分配,彻底弄懂为什么不能把栈上分配的数组（字符串）作为返回值...的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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