背景

最近準備從 C 語言零基礎到 PHP 擴展開發實戰，案例的過程中準備了如下代碼碎片，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;

}

大多數人都知道不能這樣寫，因為返回的是棧上的地址，當從該函數返回之后，那段棧空間的操作權也釋放了，當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這樣情況的背后的真正原理。

基礎預備

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

因為是一塊連續的內存地址，所以叫幀；為什么叫要加一個棧呢？

想必大家都熟悉了函數調用棧，為什么叫函數調用棧呢？比如下面的表達式

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

函數的執行順序是最內層的函數最先執行，然后依次返回執行外層的函數。所以函數的執行就是利用了棧的數據結構，所以就叫棧幀。

x86_64 cpu上的 rbp 寄存器存函數棧底地址，rsp 寄存器存函數棧頂地址。

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

為什么第二次調用foo函數輸出的結果都是上次函數調用的賦值呢？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

第一次進入 foo函數前后

在進入foo函數之前，因為main里沒有參數也沒有局部變量，所以，main 的棧幀的長度就是0，rbp和rsp相等(0x7fffffffe2c0)。當執行

callq 40052d

會把main函數的在調用foo之后需要返回執行的下一行代碼的地址壓棧，因為是64位機器，地址8字節。

進入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，所以當初始化foo函數的rbp的時候

mov %rsp,%rbp

rsp已經在原來的基礎上加了16字節，所以從0x7fffffffe2c0變成了0x7fffffffe2b0。

sub $0x10,%rsp

因為foo函數里面局部變量，編譯的時候就預留了16字節，所以rsp變為了0x7fffffffe2a0

最后執行了

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

將666放在了0x7fffffffe2ac，當第二次調用的時候，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

第二次進入 foo函數前后

因為上次-0x4(%rbp)存了666，而第二次調用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;

}

調試信息如下，當從parse_scheme返回時，打印scheme的結果還是http，但是當我們調用printf之后，和上面樣例中一樣，parse_scheme出棧，printf入棧，則棧上內存就又替換了，所以打印出來的結果則不一定是http了。

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總結

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...的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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