我不了解指针，地址和范围

Question

以下是我编写的代码段，目前正在打印中挣扎。

在我的主要方法中，我使用有效输入两次调用函数insertPoint ，例如： insertPoint(42); insertPoint(56); insertPoint(42); insertPoint(56); 并获得以下输出：

A.1 42
B.3 2686700

但是在B.3，我希望它也返回值42，但不会。 我假设2686700指向内存中的某个地址。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>    

struct point {
    int value;
    struct point* next;
};

struct point *root;

int insertPoint(int value) {            
    // Graph is empty, set new root 
    if(root == 0){
        struct point newRoot;
        newRoot.value = value;

        root = &newRoot;
        (*root).value = value;
        printf("A.1 %d \n", (*root).value); // "A.1 42"
        return value;
        }
    printf("B.3 %d \n", (*root).value); // "B.3 2686700"

    /* rest of code here; irrelevant since related variables are not changed */
}

有人知道为什么会这样吗？ 任何建设性的评论/答案表示赞赏。

如果下降者会向我提供反馈，我也将不胜感激，为什么他们认为我的问题不合适。

Answer 1

如果采用if (root == 0)分支，则root将指向struct point newRoot; 这是在if分支主体内部的堆栈上分配的。 newRoot结构在离开分支的主体和函数的主体之后（在您的情况下，在return value;之后）超出范围return value; 声明。 但是，全局指针变量root将继续指向内存中的该位置（堆栈上）。 该位置上的堆栈存储器的内容很可能会被其他一些代码覆盖，因此从该位置读取point （成员）值（例如，通过root指针）将导致不确定的行为，这就是为什么要得到这种结果的原因。

您可能打算动态分配新的根，例如：

if(root == 0) {
    root = (point *) malloc(sizeof(point));
    root->value = value;
    root->next = NULL;
    printf("A.1 %d \n", root->value); // "A.1 42"
    return value;
}

别忘了设置next指针，因为默认情况下它不会为NULL （除非也许不是malloc而是使用calloc来对返回的内存进行零初始化，从而在大多数平台上有效地使next的值等于NULL ）。 另外，不要忘记释放动态分配的任何内存：使用malloc ， calloc或realloc分配的任何内存都必须稍后使用free 。

Answer 2

您的代码具有未定义的行为，因为它允许在范围之外使用指向局部变量的指针。

它发生在这里：

struct point newRoot;
...
root = &newRoot;

问题在于，一旦函数到达}关闭if语句， root就会失效。 对其的任何取消引用都是未定义的行为。 因此，当您这样做时

printf("B.3 %d \n", (*root).value); 

您访问无效指针指向的内存。

幸运的是，解决此问题的方法很简单：使用malloc而不是newRoot为链表元素分配内存：

if(root == 0){
    root = malloc(sizeof(struct point));
    root->value = value;
    printf("A.1 %d \n", (*root).value); // "A.1 42"
    return value;
}

当然，在退出程序之前，您需要使用malloc free分配的malloc ，以避免内存泄漏。

Answer 3

您创建struct point newRoot; 在函数内部的堆栈上。 由于它在堆栈上，因此在退出此函数时将其销毁。 此后，任何使用其指针（ *root ）的操作都应给出未定义的结果。

Answer 4

您必须了解，堆栈超出范围时，堆栈中的内容会消失

所以

root = &newRoot;

这里newRoot在堆栈中。 函数结束newRoot结束-指针无效

使用malloc创建newRoot对象，这样我可以使函数调用的寿命更长