你能从函数返回 std::string 并存储 c_str() 的结果吗？

Question

我们最近在大学进行了一次讲座，我们的教授告诉我们在使用不同语言编程时要注意的不同事项。 以下是 C++ 中的示例：

std::string myFunction()
{
    return "it's me!!";
}

int main()
{
    const char* tempString = myFunction().c_str();

    char myNewString[100] = "Who is it?? - ";
    strcat(myNewString, tempString);
    printf("The string: %s", myNewString);
}

失败的原因是

return "it's me!!"

使用

std::string

隐式调用

const char[]

构造函数。该字符串从函数返回，函数

c_str()

返回指向

std::string

中数据的指针。

理论是，由于从函数返回的字符串没有在任何地方被引用，因此应该立即释放它。 但是，运行此代码没有问题。这是为什么？

Answer 1

你的分析是正确的。你所拥有的是未定义的行为。这意味着几乎任何事情都有可能发生。在您的情况下，用于字符串的内存虽然被解除分配，但在您访问它时仍然保留原始内容。这种情况经常发生，因为操作系统没有清除已解除分配的内存。它只是将其标记为可供将来使用。这不是 C++ 语言必须处理的事情：它实际上是操作系统实现细节。就 C++ 而言，包罗万象的“未定义行为”适用。

Answer 2

我想释放并不意味着内存清理或清零。显然，这可能会在其他情况下导致段错误。

Answer 3

我认为原因是堆栈内存没有被重写，所以可以得到原始数据。我创建了一个测试函数并在 strcat 之前调用它。

std::string myFunction()
{
    return "it's me!!";
}


void test()
{
    std::string str = "this is my class";
    std::string hi = "hahahahahaha";

    return;
}

int main(int argc, const char * argv[])
{
    const char* tempString = myFunction().c_str();


    test();
    char myNewString[100] = "Who is it?? - ";
    strcat(myNewString, tempString);
    printf("The string: %s\n", myNewString);

    return 0;
}

并得到结果：

The string: Who is it?? - hahahahahaha

这证明了我的想法。

Answer 4

正如其他人提到的，根据 C++ 标准，这是未定义的行为。

之所以“有效”，是因为内存已返回给堆管理器，堆管理器保留该内存以供以后重用。内存尚未归还给操作系统，因此仍然属于该进程。这就是为什么访问释放的内存不会导致分段错误。然而，问题仍然存在，现在程序的两个部分（您的代码和堆管理器或新所有者）正在访问他们认为唯一属于他们的内存。这迟早会毁掉一切。

Answer 5

Answer 6

Answer 7

还有其他方法来检测“问题”：

静态分析。

• Valgrind 会捕获错误，向您显示有问题的操作（尝试通过 strcat 从已释放区域复制）和导致释放的释放。

Invalid read of size 1

   at 0x40265BD: strcat (mc_replace_strmem.c:262)
   by 0x80A5BDB: main() (valgrind_sample_for_so.cpp:20)
   [...]
Address 0x5be236d is 13 bytes inside a block of size 55 free'd
   at 0x4024B46: operator delete(void*) (vg_replace_malloc.c:480)
   by 0x563E6BC: std::string::_Rep::_M_destroy(std::allocator<char> const&) (in /usr/lib/libstdc++.so.6.0.13)
   by 0x80A5C18: main() (basic_string.h:236)
   [...]

   at 0x40265BD: strcat (mc_replace_strmem.c:262)
   by 0x80A5BDB: main() (valgrind_sample_for_so.cpp:20)
   [...]
Address 0x5be236d is 13 bytes inside a block of size 55 free'd
   at 0x4024B46: operator delete(void*) (vg_replace_malloc.c:480)
   by 0x563E6BC: std::string::_Rep::_M_destroy(std::allocator<char> const&) (in /usr/lib/libstdc++.so.6.0.13)
   by 0x80A5C18: main() (basic_string.h:236)
   [...]

唯一真正的方法是证明程序是正确的。但这对于过程语言来说确实很难，而 C++ 就更难了。

Answer 8

Answer 9