C语言 从函数中返回数组

本文将探究如何从函数中返回一个数组。

一、问题

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/*
代码功能为：
fun函数新建一个数组，返回给main函数，
main函数通过指针接受并打印。
*/

int *fun(int n);
int main(){
    int i,n=10;
    int *a=fun(n);
    for(i=0;i<10;i++) printf("%d\n",a[i]);
}
int *fun(int n){
    int a[10];
    int i;
    for(i=0;i<10;i++) a[i]=i+n;
    return a;
}

数组并不能被顺利返回，此段代码运行结果如图：

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二、解决办法

1.动态分配

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/*
改为通过动态分配的方式建立数组，其它代码与之前完全相同。
*/

int *fun(int n);
int main(){
    int i,n=10;
    int *a=fun(n);
    for(i=0;i<10;i++) printf("%d\n",a[i]);
}
int *fun(int n){
    int *a=(int*)malloc(sizeof(int)*10);
    int i;
    for(i=0;i<10;i++) a[i]=i+n;
    return a;
}

数组被顺利地返回了，修改后的代码运行结果如图：

2.static数组

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/*
建立static数组，其它代码与之前完全相同。
*/

int *fun(int n);
int main(){
    int i,n=10;
    int *a=fun(n);
    for(i=0;i<10;i++) printf("%d\n",a[i]);
}
int *fun(int n){
    static int a[10];
    int i;
    for(i=0;i<10;i++) a[i]=i+n;
    return a;
}

数组被顺利地返回了，修改后的代码运行结果如图：

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三、为什么

1.生存期与作用域

从变量的生存期区分，变量的存储可分为静态存储和动态存储

静态存储：在程序运行期间由系统分配固定的存储空间。在程序开始时分配空间，直到程序结束时才释放空间。

动态存储：在程序运行期间由系统进行动态的空间分配。调用函数时，分配空间；函数结束时，释放空间。

从变量的作用域区分，变量可以分为局部变量和全局变量

局部变量：只能在对应区域内被使用。

全局变量：在全局内可使用。

在函数内部定义的变量，在函数中定义时才分配空间，并伴随着函数的结束而被释放空间。

2.返回值

① 对于普通变量，将数值作为返回值传递回去之后，便完成了历史使命。

② 对于数组变量，只能返回地址。但因为数组空间已经被释放，所以再对该地址做的任何操作都是 没有意义且不安全的 。

虽然有的编译器可能允许你返回数组，并且一定程度上是可用的（在没被新内容覆盖之前），但这是不安全的，不应该这么做！！！

3.动态分配

动态分配与上述存储类别都不相同，可以由编程者的意愿在需要是分配空间，并在不需要时释放空间，无需听从系统的安排。

因此，我们可以在函数中 malloc 一片空间，用数组的方式访问它。并且因为不用担心被销毁，所以它也可以安全地返回。

4.static数组

通过 static 声明静态局部变量，当函数结束后，变量不会被销毁。

静态本地变量会继续存在，保持原值，并且无法被外界访问。(当然函数外本来就无法访问局部变量)

对于数组而言，通过 static 声明后，数组不会被销毁，且数组的首地址通过函数返回值返回。因此便安全且成功地将数组返回。

注意区分 static 和 const ：

  • static 是声明静态局部变量，存储于静态存储区，不会随着函数的结束而被释放。

  • const是声明常变量，定义后无法再修改。

4.返回指针

和返回数组类似，返回局部变量的地址是危险的。虽然编译器也许不会提示，但同样的，返回一个已经被销毁的变量的地址，并对其做操作是 没有意义且不安全的 。

参考