为什么要返回静态指针而不是out参数？

Question

char* asctime (const struct tm * timeptr);
char* ctime (const time_t * timer);

我发现time.h内的许多函数都返回指向静态变量的指针，这些静态变量可以通过对这些函数的任何后续调用来更改。这意味着我必须复制刚得到的数据，这是我必须执行的额外操作，这会使这些函数成为线程不安全的。

为什么以这种方式实施？这些签名会更好吗？

void asctime (char * out, const struct tm * timeptr);
void ctime (char * out, const time_t * timer);

在开发过程中，我们始终必须做出决定。我只是在问为什么他们选择返回静态指针而不是将“输出变量”作为参数。

顺便说一句（这是另一个问题），为什么他们不将结果分配到堆上？是允许使用任何东西代替malloc还是只是为了提高效率？

Answer 1

ctime和asctime函数的规范可以追溯到C89，那时的情况有所不同，主要是因为多处理器系统不是很普遍，因此使用静态缓冲区不会造成大问题。

最有可能的是，它们不返回动态分配的内存，因为这要花费额外的时间，并且在那些日子里CPU周期更难实现。

如果您使用的是Linux之类的POSIX系统，则还有另外两个可用的功能，这些功能基本上就是您描述的替代功能：

   char *asctime_r(const struct tm *tm, char *buf);
   char *ctime_r(const time_t *timep, char *buf);

这些函数采用一个指向可以接收输出的缓冲区的指针（它们返回一个指向该缓冲区的指针）。 _r后缀的意思是“可重入”，这意味着可以在多线程程序中安全地调用它，也可以多次调用而不必在两者之间插入序列号。

Answer 2

  

这意味着我必须复制刚得到的数据

为什么需要复制它？

请注意，即使您在获得数据后立即复制了数据，您仍然可以参加比赛。

  

为什么要这样实现？

由于标准化（1989），即使自大型机时代起就存在多线程，大多数软件也不是多线程的。作为参考，甚至比这些功能晚了几年（1996）才使POSIX线程标准化。直到每年2001-2006才出现计算机，并且每年都没有出现多核/ SMT处理器。

如果需要其他功能，则可以始终使用系统特定的功能。

  

为什么不将结果分配到堆上？

分配非常昂贵。

  

是允许使用任何东西代替malloc还是只是为了提高效率？

不确定您的意思。正确的方法是将指针传递到目标缓冲区，以便用户选择要使用的分配方法。

Answer 3

（几乎）您将描述C11中添加的_s变体

errno_t ctime_s(char *buffer, rsize_t bufsz, const time_t *time);
errno_t asctime_s(char *buf, rsize_t bufsz, const struct tm *time_ptr);

如果指定的位置足够大，这些内容将写入指定的位置，否则将报告错误。

您不需要malloc来进行这些调用的缓冲区，因为您知道char buf[26];正是需要的。

Answer 4

C是1970年代初的产品，这种遗产在这种事情上得到了体现。 strtok也使用静态缓冲区，既不是线程安全的，也不是可重入的。

对于这些功能为何以这种方式实现，我还没有明确的解释。可能是为了节省堆栈空间（当时128 kB是很多非常昂贵的内存），可能是为了避免对目标缓冲区的大小或有效性进行运行时检查，等等。C最初是为系统编程设计的，因此，如果要进行大量的时间计算，则可以看到这种方法在一天中节省了大量的周期。

不幸的是，这是我的推测。我同意传递目标缓冲区是更好的解决方案，这应该是前进的道路。