CC返回内部静态成员的陷阱.docVIP

?C/C++返回内部静态成员的陷阱 陈皓 背景在我们用C/C++开发的过程中，总是有一个问题会给我们带来苦恼。这个问题就是函数内和函数外代码需要通过一块内存来交互（比如，函数返回字符串），这个问题困扰和很多开发人员。如果你的内存是在函数内栈上分配的，那么这个内存会随着函数的返回而被弹栈释放，所以，你一定要返回一块函数外部还有效的内存。这是一个让无数人困扰的问题。如果你一不小心，你就很有可能在这个上面犯错误。当然目前有很多解决方法，如果你熟悉一些标准库的话，你可以看到许多各式各样的解决方法。大体来说有下面几种：1）在函数内部通过malloc或new在堆上分配内存，然后把这块内存返回（因为在堆上分配的内存是全局可见的）。这样带来的问题就是潜在的内存问题。因为，如果返回出去的内存不释放，那么就是memory Leak。或者是被多次释放，从而造成程序的crash。这两个问题都相当的严重，所以这种设计方法并不推荐。（在一些Windows API中，当你调用了一些API后，你必需也要调用他的某些API来释放这块内存）2）让用户传入一块他自己的内存地址，而在函数中把要返回的内存放到这块内存中。这是一个目前普遍使用的方式。很多Windows API函数或是标准C函数都需要你传入一个buffer和这个buffer的长度。这种方式对我们来说应该是屡见不鲜了。这种方式的好处就是由函数外部的程序来维护这块内存，比较简显直观。但问题就是在使用上稍许有些麻烦。不过这种方式把犯错误的机率减到了最低。3）第三种方式显得比较另类，他利用了static的特性，static的栈内存一旦分配，那这块内存不会随着函数的返回而释放，而且，它是全局可见的（只要你有这块内存的地址）。所以，有一些函数使用了static的这个特性，即不用使用堆上的内存，也不需要用户传入一个buffer和其长度。从而，使用得自己的函数长得很漂亮，也很容易使用。这里，我想对第三个方法进行一些讨论。使用static内存这个方法看似不错，但是它有让你想象不到的陷阱。让我们来用一个实际发生的案例来举一个例子吧。示例有过socket编程经验的人一定知道一个函数叫：inet_ntoa，这个函数主要的功能是把一个数字型的IP地址转成字符串，这个函数的定义是这样的（注意它的返回值）： char *inet_ntoa(struct in_addr in); 显然，这个函数不会分配堆上的内存，而他又没有让你传一下字符串的buffer进入，那么他一定使用“返回static char[]”这种方法。在我们继续我们的讨论之前，让我们先了解一下IP地址相关的知识，下面是inet_ntoa这个函数需要传入的参数：（也许你会很奇怪，只有一个member的struct还要放在struct中干什么？这应该是为了程序日后的扩展性的考虑）??????? struct in_addr {??????????????? unsigned long int s_addr;??????? }对于IPV4来说，一个IP地址由四个8位的bit组成，其放在s_addr中，高位在后，这是为了方便网络传输。如果你得到的一个s_addr的整型值是：3776385196。那么，打开你的Windows计算器吧，看看它的二进制是什么？让我们从右到左，8位为一组（如下所示）。?????再把每一组转成十进制，于是我们就得到：225?? 23?? 16?? 172， 于是IP地址就是 172.16.23.225。好了，言归正传。我们有这样一个程序，想记录网络包的源地址和目地地址，于是，我们有如下的代码： ??? struct in_addr src, des;??? ........??? ........??? fprintf(fp, 源IP地址%s/t? 目的IP地址%s/n, inet_ntoa(src),?? inet_ntoa(des));会发生什么样的结果呢？你会发现记录到文件中的源IP地址和目的IP地址完全一样。这是什么问题呢？于是你开始调试你的程序，你发现src.s_addr和des.s_addr根本不一样（如下所示）。可为什么输出到文件的源和目的都是一样的？难道说是inet_ntoa的bug？??? src.s_addr = 3776385196;??? //对应于172.16.23.225??? des.s_addr = 1678184620;? //对应于172.16.7.100原因就是inet_ntoa()“自作聪明”地把内部的static char[]返回了，而我们的程序正是踩中了这个陷阱。