Question

我编写了一个函数，它接受一个字符串并返回一个const char *，其中包含该字符串的编码版本。我调用此函数，然后创建一个新字符串。在这样做的时候，我无意中无意中改变了指向我的const char *的值，我认为这是不可能的。

但是，当我不使用自己的函数时，只需将值硬编码到我的const char数组中，当我创建字符串时，该值不会改变。为什么这里有区别，为什么我能够改变const char数组的值呢？

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <iostream>

using namespace std;

// returns "@username@FIN"
const char* encodeUsername(string username)
{
    username = "@" + username + "@FIN";
    return username.c_str();
}

int main(void)
{
    string jack("jack");
    const char* encodedUsername = "@jack@FIN";
    string dummy("hi");
    printf("%s\n", encodedUsername); //outputs "@jack@FIN", as expected.

    string tim("tim");
    const char* encodedUsername2 = encodeUsername(tim);
    string dummy2("hi");
    printf("%s\n", encodedUsername2); //outputs "hi". Why?
}

Answer 1

要理解为什么会发生这种情况，您需要了解C ++的几个内在属性。

在C ++中，指针可以指向已释放的内存区域。这是许多其他语言无法做到的事情，它可以隐藏一些严重的错误。例如，请考虑以下代码：

char* moo()
{
    char* a = new char[20];
    strcpy(a, "hello");
    delete[] a;
    return a;
}

请注意，即使我刚刚删除了a，我也可以返回指向它的指针。主叫方将接收该指针，并且不知道它指向释放的内存。此外，如果您立即打印返回值的值，您很可能会看到＆＃34; hello＆＃34;，因为delete通常不会将内存清零，而是释放。

std::string是char*的包装器，它隐藏了一个非常好的界面背后的所有分配和解除分配，因此您不需要关心内存管理。 std::string的构造函数及其上的所有操作都会分配或重新分配数组，析构函数会释放它。
当您按值传递某个函数时（就像在行encodeUsername中的username = "@" + username + "@FIN"函数中那样），它会创建一个新对象，其中包含您传递的内容的副本，一旦功能结束，它将被销毁。因此，在这种情况下，只要encodeUsername返回，username就会被销毁，因为它是按值传递的，并且包含在函数的范围内。由于对象被销毁，因此会调用其析构函数，并在此时释放该字符串。通过调用c_str()检索到的原始数据的指针现在指向不再存在的内容。
在重新分配后立即分配对象时，您很可能会重用刚刚释放的对象的内存。在您的情况下，当您创建一个新字符串tim时，它会在encodeUsername返回时刚刚取消分配的同一地址分配内存。

现在，你怎么解决它？

首先，如果你不关心输入字符串（如果你可以覆盖它），你可以通过引用传递它：

const char* encodeUsername(string& username)

这将解决它，因为username不是副本，因此它不会在函数末尾被销毁。但是，现在的问题是这个函数会改变你传入的字符串的值，这是非常不合需要的，并且会创建一个不直观的界面。

其次，你可以在返回之前分配一个新的char数组，然后在调用函数的末尾释放它：

const char* encodeUsername(string username)
{
    username = "@" + username + "@FIN";
    return strdup(username.c_str());
}

然后在main的末尾：

free(encodedUsername);
free(encodedUsername2);

（请注意，您必须使用free而不是delete[]，因为数组是使用strdup分配的）

这将起作用，因为我们返回的char数组在返回之前就已在堆上分配，并且未被释放。它的价格是现在调用函数需要释放它，这又是一个不直观的界面。

最后，正确的解决方案是返回std::string而不是char指针，在这种情况下，std::string将为您处理所有分配和解除分配：

string encodeUsername(string username)
{
    username = "@" + username + "@FIN";
    return username;
}

然后在主要功能中：

string encodedUsername2 = encodeUsername(tim);
printf("%s\n", encodedUsername2.c_str());

Answer 2

当username返回时encodeUsername的生命周期终止，该函数返回的指针悬空。换句话说，它是Undefined Behavior，在这种情况下，它表现为重用encodeUsername指向的内存，为新创建的字符串返回值。

如果你自己返回std::string，那就不会发生。

如何创建一个字符串来改变const char *指向的值？

2 个答案: