C 和 Objective-C 中返回地址的内存分配

Question

在 C 函数中，其局部内存在调用函数时分配，并在函数完成时释放。对于返回值（例如 int、string）的函数，何时何地返回地址的内存被分配和释放，以及它是否是调用堆栈的一部分或被调用者堆栈，或其他什么？

考虑以下示例：

int* foo()
{
   int _myInt;
   return(&_myInt);
}

这个示例让我完全困惑于如何为返回指针的返回地址分配内存。有人可以解释一下吗？

C 和 Objective-C 一样吗？

Answer 1

我不了解 Objective-C，但是对于标准 C，返回值通常存储在寄存器中。

当函数返回指针类型时，开发人员需要确保所指向的内存在调用后仍然有效。

考虑以下函数：

char* GetStr()
{
    char buff[50];
    strcpy(buff, "Hello, World!");
    return buff;
}

该函数返回一个指向本地内存的指针，该指针在函数返回时被释放。访问该内存将构成具有未定义行为的错误。

这也适用于您的示例，该示例无效。但由于 int 可以放入寄存器中，因此您可以简单地执行 return _myInt; 并直接返回值。

Answer 2

在 Obj-C 中，如果您通过 alloc 调用分配了一个对象，那么标准做法是在返回之前自动释放该对象，并命名该方法，以便调用者知道它正在获取一个自动释放的对象。如果调用者需要，它可以再次保留该对象。

- (MyClass *)getMyAutoreleasedObject {
    MyClass *obj = [[MyClass alloc] init];
    return [obj autorelease];  // caller needs to retain if needed
}

如果您不自动释放，那么您应该以调用者知道它必须释放返回的对象的方式命名该方法。这是 Obj-C 中严格遵循的约定。

在 C 中，如果您在堆栈中分配内存，那么该内存在调用者中无效。

int *func() {
    int a[100];
    return a;  // invalid in caller
}

你的例子也有同样的问题。返回的内存在调用者中无效。在这种情况下，您可以动态分配内存，调用者需要在完成后释放内存。

int *func() {
    int *a = (int *) malloc (100 * sizeof(int));
    return a;  // caller must free(a)
}

Answer 3

参数被传递给函数，返回值被传递回调用者。如何做到这一点完全取决于实施。该语言只要求它能够工作，而没有说明如何做到这一点。

在具有可用寄存器和硬件辅助堆栈的系统上，它们通常用于来回传递值。

不同类型的处理方式可能有所不同，例如某些 CPU 具有保存指针的专用地址寄存器或单独的浮点寄存器。在这种情况下，这些类型的值的处理方式可能与整数或结构体值不同。

传递的值的大小也可能会影响它，小值可以容纳在寄存器中，而较大的值则不能。

请注意，堆栈不是实现的必需条件，它只需使用其他一些方法来组织值和函数调用。

Answer 4

在您的示例函数中，任何返回值的使用都将调用未定义的行为，因为所指向对象的生命周期已经结束。调用此函数的唯一安全方法是不使用返回值，以便立即丢弃它。