用C語言指針作為函數返回值

C語言允許函數的返回值是一個指針（地址），我們將這樣的函數稱為指針函數。下面的例子定義了一個函數 strlong()，用來返回兩個字符串中較長的一個：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

char *strlong(char *str1, char *str2){
    if(strlen(str1) >= strlen(str2)){
        return str1;
    }else{
        return str2;
    }
}

int main(){
    char str1[30], str2[30], *str;
    gets(str1);
    gets(str2);
    str = strlong(str1, str2);
    printf("Longer string: %s\n", str);

    return 0;
}

運行結果：

C Language↙
c.biancheng.net↙
Longer string: c.biancheng.net

用指針作為函數返回值時需要注意的一點是，函數運行結束後會銷毀在它內部定義的所有局部數據，包括局部變量、局部數組和形式參數，函數返回的指針請盡量不要指向這些數據，C語言沒有任何機制來保證這些數據會一直有效，它們在後續使用過程中可能會引發運行時錯誤。請看下面的例子：

#include <stdio.h>

int *func(){
    int n = 100;
    return &n;
}

int main(){
    int *p = func(), n;
    n = *p;
    printf("value = %d\n", n);
    return 0;
}

運行結果：

value = 100

n 是 func() 內部的局部變量，func() 返回了指向 n 的指針，根據上面的觀點，func() 運行結束後 n 將被銷毀，使用 *p 應該獲取不到 n 的值。但是從運行結果來看，我們的推理好像是錯誤的，func() 運行結束後 *p 依然可以獲取局部變量 n 的值，這個上面的觀點不是相悖嗎？

為了進一步看清問題的本質，不妨將上面的代碼稍作修改，在第9~10行之間增加一個函數調用，看看會有什麼效果：

#include <stdio.h>

int *func(){
    int n = 100;
    return &n;
}

int main(){
    int *p = func(), n;
    printf("c.biancheng.net\n");
    n = *p;
    printf("value = %d\n", n);
    return 0;
}

運行結果：

c.biancheng.net
value = -2

可以看到，現在 p 指向的數據已經不是原來 n 的值了，它變成了一個毫無意義的甚至有些怪異的值。與前面的代碼相比，該段代碼僅僅是在 *p 之前增加了一個函數調用，這一細節的不同卻導致運行結果有天壤之別，究竟是為什麼呢？

前面我們說函數運行結束後會銷毀所有的局部數據，這個觀點並沒錯，大部分C語言教材也都強調了這一點。但是，這裡所謂的銷毀並不是將局部數據所占用的內存全部抹掉，而是程序放棄對它的使用權限，棄之不理，後面的代碼可以隨意使用這塊內存。對於上面的兩個例子，func() 運行結束後 n 的內存依然保持原樣，值還是 100，如果使用及時也能夠得到正確的數據，如果有其它函數被調用就會覆蓋這塊內存，得到的數據就失去了意義。

關於函數調用的原理以及函數如何占用內存的更多細節，我們將在《C語言和內存》專題中深入探討，相信你必將有所頓悟，解開心中的謎團。

第一個例子在調用其他函數之前使用 *p 搶先獲得了 n 的值並將它保存起來，第二個例子顯然沒有抓住機會，有其他函數被調用後才使用 *p 獲取數據，這個時候已經晚了，內存已經被後來的函數覆蓋了，而覆蓋它的究竟是一份什麼樣的數據我們無從推斷（一般是一個沒有意義甚至有些怪異的值）。