01 不能直接返回局部變數的引用/地址

C++有時候還挺傻的，比如調用函數的時候，我就想返回一個局部變數的引用或指針（常想用於返回新建的數組/對象），是不正確的。

比如下麵這段代碼，用指針存儲變數 \(a\) 的地址並返回（直接返回 \(a\) 的地址的話，在編譯器那關就過不了）：

// 程式
#include <iostream>
using namespace std;

int *get10(){
    int a = 10;
    int *b = &a;
    return b;
}

int main() {
    int *c10 = get10();
    cout << *c10 << endl;
    return 0;
}

// 結果
10

結果似乎是正確的，但是如果我們增加一個函數，真個代碼是這樣的：

// 程式
#include <iostream>
using namespace std;

int *get10(){
    int a = 10;
    int *b = &a;
    return b;
}

int *get20(){
    int a = 20;
    int *b = &a;
    return b;
}

int main() {
    int *c10 = get10();
    int *c20 = get20();
    cout << *c10 << endl;
    cout << *c20 << endl;
    return 0;
}

// 結果
20
22024

可以看出，這個結果是隨機的，我們不能返回局部變數的指針/引用，這些局部變數包括：

• 指針
• 引用
• 數組
• 類對象
• 函數
• …

這些對象的底層存儲都是利用指針來實現的，比如說數組，在電腦中實際是用指針存儲的是數組第一個元素的地址。

之所以不能返回局部變數的指針/引用/地址的原因如下：

局部變數：在函數內部定義的變數稱為局部變數，局部變數存儲在函數棧區，當程式調用結束後，在函數棧區的所有東西將會由電腦進行銷毀。

全局變數：函數外面的變數稱為全局變數，它隨著程式運行的結束自動進行銷毀。

我們在函數內聲明的局部變數，想要返回，返回值分為兩種情況：

• 針對int、float這類簡單對象，拷貝一份，進行返回（返回前後變數的地址是不一樣的）；
• 針對涉及到指針這類更為複雜的對象，不做任何處理；

就好像拆遷，兩種情況：

• 你家小的，得了，重新安置一個地方給你。
• 你家大幾千畝，也沒那麼多地方安置你，給你小的你也住不下，那就不賠了，但拆還是要拆的。

所以，我們不應該返回局部變數的指針或者引用。而第一個程式能得到正確結果原因在於，C++的記憶體清理機制是惰性的，要等到下一位住客住進來，它才會進行記憶體的清理，因而在程式中，我們可以得到10的結果。

02 如何返回覆雜的局部變數

這裡說的複雜，是指用到指針的，主要有三種處理方法：

• 函數內new出來，函數外用完delete（反人類，不安全）；
• static 改為靜態的（隨著整個程式結束才銷毀，浪費空間）
• 作為全局變數，將地址傳入函數（推薦）

這裡只說第三種方法（Python之禪，對於某個效果，有且只有一個實現）：

• 函數外定義全局變數
• 將變數引用傳入函數
• 函數內完成修改

// 程式
#include <iostream>
using namespace std;

void add_x_to_Array(int array[], int x, int n){
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        array[i] = array[i] + x;
    }
}

int main() {
    int array[2] = {0, 1};
    add_x_to_Array(array, 10, 2);
    for (int i = 0; i < 2; ++i) {
        cout << array[i] << endl;
    }
    return 0;
}

10
11

完成修改，對於指針這類數據，也是一樣的。