Question

我在打印从函数返回的结构的成员时遇到问题：

#include <stdio.h>

struct hex_string
{
    char a[9];
};

struct hex_string to_hex_string_(unsigned x)
{
    static const char hex_digits[] = "0123456789ABCDEF";
    struct hex_string result;
    char * p = result.a;
    int i;
    for (i = 28; i >= 0; i -= 4)
    {
        *p++ = hex_digits[(x >> i) & 15];
    }
    *p = 0;
    printf("%s\n", result.a);   /* works */
    return result;
}

void test_hex(void)
{
    printf("%s\n", to_hex_string_(12345).a);   /* crashes */
}

printf内的to_hex_string_调用会打印出正确的结果，但printf内的test_hex调用会导致我的程序崩溃。究竟是为什么呢？这是一生的问题，还是其他问题？

当我用printf替换puts(to_hex_string_(12345).a)调用时，出现编译错误：

invalid use of non-lvalue array

这里发生了什么？

Answer 1

C中有一条很少生效的规则，其中规定：

如果尝试修改函数调用的结果或者在下一个序列点之后访问它，行为是未定义的。 _{（C99§6.5.2.2）}

在这种情况下，在printf()的参数被评估之后，printf()函数本身执行之前，有一个序列点。传递给printf()的指针是指向返回值本身的元素的指针 - 当printf()尝试通过该指针访问字符串时，您会崩溃。

这个问题很难遇到，因为函数值不是左值，所以你不能用&直接指向它。

Answer 2

你已经设法遇到了一个相当模糊的语言角落。

在大多数情况下，数组类型的表达式被隐式转换为指向数组第一个元素的指针;例外情况是表达式是一元&运算符的操作数，当它是一元sizeof运算符的操作数时，以及它是用于初始化数组对象的初始值设定项中的字符串文字。这些例外都不适用于此。

但是在转换中有一个隐含的假设：指针指向数组的第一个元素 object 。

大多数数组表达式 - 实际上几乎所有数组 - 都引用了一些数组对象，例如声明的数组变量，多维数组的元素等等。函数不能返回数组，因此无法以这种方式获得非左值数组表达式。

但正如您所见，函数可以返回包含数组的结构 - 并且没有与数组表达式to_hex_string_(12345).a关联的对象。

新的ISO C11标准通过在描述存储持续时间的部分中添加新措辞来解决此问题。 The N1570 draft，第6.2.4p8节，说：

具有结构或联合类型的非左值表达式，其中结构或联合包含一个数组类型的成员（包括，递归地，所有包含的结构和联合的成员）指的是具有自动存储持续时间和临时生存期的对象。它的生命周期从评估表达式及其初始值开始 value是表达式的值。它的生命终结了对包含完整表达式或完整声明符的评估结束。任何使用临时生命周期修改对象的尝试都会导致未定义的行为。

实际上，这表示函数的返回值（与大多数函数结果不同）是临时对象的值，允许其数组成员的衰减为您提供（暂时）有效指针。

但是直到编译器完全支持新的C标准（这将不会持续几年），你只需要避免引用返回结构的数组成员。

Answer 3

您遇到的问题是：返回的变量result是函数 _to_hex_string 的局部变量，这意味着它在函数调用结束时被删除。因此，当您尝试在函数test_hex中检查它时，它将不再可用。

要解决您的问题，您可以处理指针。

这是您的代码修改

struct hex_string
{
    char a[9];
};

struct hex_string * to_hex_string_(unsigned x) // here you return a pointer
{
    static const char hex_digits[] = "0123456789ABCDEF";
    struct hex_string result;

    result = (struct hex_string *) malloc(sizeof(struct hex_string));
    char * p = result->a;
    int i;

    for (i = 28; i >= 0; i -= 4)
    {
        *p++ = hex_digits[(x >> i) & 15];
    }

    *p = 0;
    printf("%s\n", result->a);   /* works */
    return result;
}

void test_hex(void)
{
    printf("%s\n", to_hex_string_(12345)->a);  /* works */
}

我度过了愉快的一天

打印返回结构的成员

3 个答案: