C语言函数如何返回数组?

首先,看如下的一段C代码,请问这样能正常返回数组吗?

#include <stdio.h>

int* fun()
{
    int arr[100];

    /* 操作 arr[] */
    arr[0] = 10;
    arr[1] = 20;

    return arr;
}

int main()
{
    int* ptr = fun();
    printf("%d %d", ptr[0], ptr[1]);
    return 0;
} 

警告:

In function 'int* fun()':
6:8: warning: address of local variable 'arr' returned [-Wreturn-local-addr]
    int arr[100];
        ^

输出:

10 20

这段代码看起来没问题,实际是错误的。

它会产生1020个输出,也有可能产生很多垃圾值,甚至让程序崩溃。

根源就在于:这里我们返回的是arr的地址,而arr是一个局部变量,当函数调用结束时,局部变量中数据可能已经不复存在了。

简而言之,C函数中不能返回数组。

那么,有没有别的办法呢?有,而且还不止一种。

下面是几种在C函数中返回数组的正确方法。

方法一 函数外初始化数组

我们在函数外初始化数组(相当于先给其分配一段固定的内存),再将数组地址传入函数,操作完成后再将地址返回,这样当函数返回后原来的内容并不会收到影响。

#include <stdio.h>

int* fun(int *arr)
{
    /* 操作 arr[] */
    arr[0] = 10;
    arr[1] = 20;

    return arr;
}

int main()
{
    int arr[100];
    int* ptr = fun(arr);
    printf("%d %d", ptr[0], ptr[1]);
    return 0;
} 

输出:

10 20

方法二 使用static数组

静态数组的生命周期贯穿整个程序,所以我们可以在函数内部创建一个静态局部数组,操作后再返回。

#include <stdio.h>

int* fun()
{
    static int arr[100];

    /* 操作 arr[] */
    arr[0] = 10;
    arr[1] = 20;

    return arr;
}

int main()
{
    int* ptr = fun();
    printf("%d %d", ptr[0], ptr[1]);
    return 0;
} 

输出:

10 20

这种方式数组的长度必须是函数内确定的,数组长度不可以从函数参数中指定,比如arr[length],否则会出现如下错误:

variable length array declaration cannot have 'static' storage duration

方法三 使用结构体

也可以将数组包裹在结构体里面,然后返回结构体的一个实例。

因为结构体成员使用的是深拷贝(deep copy),所以这个方法能够有效。

如下程序,当我们在main函数里面调用函数时,就会对结构体进行一次深拷贝。

#include <stdio.h>

struct arrWrap {
    int arr[100];
};

struct arrWrap fun()
{
    struct arrWrap x;

    x.arr[0] = 10;
    x.arr[1] = 20;

    return x;
}

int main()
{
    struct arrWrap x = fun();
    printf("%d %d", x.arr[0], x.arr[1]);
    return 0;
} 

输出:

10 20

英文原文:How to return a local array from a C/C++ function?

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