函数返回C中的指针

我是C新手，我尝试创建一个返回指针的函数。我用了不同的方法：

一,

它可以编译，但似乎不起作用

二,

这似乎可行，并打印“学生年龄为24岁”，但如果我在上一个printf之前添加了一个printf语句：

int main() {
    student* s = create_student();
    printf("This is a test\n");
    printf("the student age is %d", s->age);
    return 0;
}

它给了我：

这是一个测试

学生年龄为-1422892954

三,

如果我使用以下方法：

typedef struct student{
    int age;
}student;

student *create_student(){
    student* s = malloc(sizeof(student));
    s -> age = 24;
    return s;
}

int main() {
    student* s = create_student();
    // printf("This is a test\n");
    printf("the student age is %d", s->age);
    return 0;
}

它在这两种情况下都有效，无论是否使用已注释的printf

我只想知道1和2失败的原因是什么。为什么它对3有效？ 一般来说，我们什么时候应该使用malloc，什么时候不应该

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谢谢

因为在案例1和案例2中，变量“age”在堆栈上的子函数create_student（）的作用域中。因此，一旦子功能完成，该区域就被释放，这意味着“年龄”也被释放。所以s现在指向一个无意义的区域。如果你够幸运的话，这个区域仍然保存着“年龄”，你可以把这些信息打印出来，这就是为什么它在案例2的第一部分中起作用

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但在案例3中，student*s指向一个堆区域，当该子函数完成时，堆区域将不会空闲。因此s->age仍然有效。

因为在案例1和案例2中，变量“age”在堆栈上的子函数create_student（）的作用域中。因此，一旦子功能完成，该区域就被释放，这意味着“年龄”也被释放。所以s现在指向一个无意义的区域。如果你够幸运的话，这个区域仍然保存着“年龄”，你可以把这些信息打印出来，这就是为什么它在案例2的第一部分中起作用

但在案例3中，student*s指向一个堆区域，当该子函数完成时，堆区域将不会空闲。所以s->age仍然有效。

示例1 示例1不起作用，因为从未创建

student

对象

student*s；

这将创建一个指针

s

，该指针应指向

学生

，但当前指向未知内存位置，因为它是一个未初始化的变量。它肯定没有指向一个新学生，因为到目前为止还没有创建任何学生

s->age=24；

然后写入

s

当前指向的未知内存位置，从而破坏进程中的内存。你现在进入了自由的领域。您的进程可能会在此时或稍后崩溃，或者它可能会做一些疯狂和意外的事情

考虑这一点之后会发生什么是没有意义的，因为你的过程现在已经注定了，需要终止

例2 你的例子2是可行的，但只是有时候，因为UB再次发挥作用

学生s2；

在这里，您将创建一个

student

作为局部变量。它可能是在上创建的。在您离开函数

create\u student

之前，该变量一直有效

但是，您将创建一个指向该

student

对象的指针，并从函数返回它。这意味着，外部代码现在有一个指针，指向一个

student

对象曾经所在的位置，但是由于您从函数返回并且它是一个局部变量，所以它不再存在！有点，就是这样。这是一个僵尸。或者，更好的解释是，这就像你删除硬盘上的一个文件——只要没有其他文件重写了它在磁盘上的位置，你仍然可以恢复它。因此，完全出于运气，即使在

create\u student

返回之后，您也能够阅读它的

age

。但是只要您稍微更改场景（通过插入另一个

printf

），您就没有运气了，

printf

调用使用它自己的局部变量覆盖堆栈上的

student

对象。哎呀。这是因为使用指向不再存在的对象的指针也是未定义行为（UB）

例3 这个例子很有效。它是稳定的，没有未定义的行为（几乎-见下文）。这是因为您使用

malloc

在上而不是堆栈上创建

student

。这意味着它现在永远存在（或者直到您对其调用

free

），并且在函数返回时不会被丢弃。因此，传递指向它的指针并从其他位置访问它是有效的

这只是一个小问题-如果

malloc

失败，例如内存不足，该怎么办？那样的话，我们又有问题了。因此，您应该添加一个检查

malloc

是否返回

NULL

，并以某种方式处理错误。否则，

s->age=24

将尝试取消对空指针的引用，而空指针将再次失效

但是，当您使用完它时，还应记得

释放它，否则会导致内存泄漏。在你们这么做之后，记住现在你们的指针已经失效了，你们不能再使用它了，否则我们就回到了UB世界

至于何时使用
malloc
：基本上是在您离开当前范围后需要创建继续存在的对象时，或者当对象是本地对象但必须相当大（因为堆栈空间有限）时，或者当对象必须具有可变大小时（因为您可以将所需的大小作为参数传递给
malloc
）

最后要注意的是：您的示例3之所以有效，是因为您的
学生
只有一个字段
年龄
，您在再次阅读之前将该字段初始化为
24
。这意味着所有字段（因为它只有一个）都已初始化。如果它有另一个字段（例如，
名称
）如果你的代码在其他地方试图读取未初始化的
名称
，那么你还没有初始化该字段，你仍然会携带一个“UB定时炸弹”。因此，始终确保所有字段都已初始化。你也可以使用
calloc
而不是
malloc
，在内存通过之前用零填充内存
int main() {
    student* s = create_student();
    printf("This is a test\n");
    printf("the student age is %d", s->age);
    return 0;
}

typedef struct student{
    int age;
}student;

student *create_student(){
    student* s = malloc(sizeof(student));
    s -> age = 24;
    return s;
}

int main() {
    student* s = create_student();
    // printf("This is a test\n");
    printf("the student age is %d", s->age);
    return 0;
}

    student* s;

    student* s;
    student s2;
    s2.age = 24;
    s = &s2;

    student* s = malloc(sizeof(student));

    if (s == NULL) {
        perror ("malloc-s");
        return NULL;
    }