C语言结构体指针函数因同名局部变量声明返回NULL的原因解析

完成D&R教材所有课后习题时，基于书中提供的addtree函数针对自定义结构体做修改，用到的结构体定义如下：

struct gnode {
    char **words;
    int count;
    struct gnode *left;
    struct gnode *right;
};

修改后的addtree函数如下，注释中标注了之前触发返回NULL问题的错误写法：

struct gnode *addtree(struct gnode *p, char *w) {
    int cond;

    if (p == NULL) {
        printf("init null node\n");
        p = (struct gnode *)malloc(sizeof(struct gnode));  
        // 此前的错误写法：
        // struct gnode *p =(struct gnode *)malloc(sizeof(struct gnode)); 
        // 该写法会导致p每次返回值都是NULL
        p->count = 1;
        p->words = malloc(8); 
        p->words[0] = strdup2(w);
        p->left = p->right = NULL;
    } else
    if ((cond = compare(w, p->words[0])) == 0) {
        printf("comp hit\n");
        p->count++;
        p->words = realloc(p->words, p->count * 8);
        p->words[p->count] = strdup2(w);
    } else
    if (cond < 0)
        p->left = addtree(p->left, w);
    else
        p->right = addtree(p->right, w);

    return p;
}

核心疑问：在函数内部声明与形参同名的局部指针变量时，为什么函数每次返回的结果都是NULL？

这个问题本质是C语言的变量作用域遮蔽规则导致的：

• C语言中，内层作用域声明的同名变量会直接遮蔽外层作用域的同名变量，二者是完全独立的内存实体，操作互不影响。
• 错误写法里，形参p是属于整个函数体作用域的变量，当代码进入p == NULL的判断分支后，在分支内部声明struct gnode *p = malloc(...)时，这个新声明的p是仅在当前if分支块内有效的局部变量，会把外层的形参p完全遮蔽。
• 后续在if块内给p分配内存、给结构体成员赋值的所有操作，修改的都是这个块内的局部p，和外层的形参p没有任何关联。
• 当if块执行结束，块内的局部p生命周期直接终止，之前malloc得到的内存地址丢失，还会造成内存泄漏。而外层的形参p从进入判断时就为NULL，全程没有被修改过，最后执行return p时，返回的自然就是始终为NULL的外层形参。

额外提示：当前代码还存在数组越界问题：匹配到相同单词执行p->count++后，count值从1变为2，此时words扩容后的合法下标为0和1，直接写p->words[p->count] = strdup2(w)会访问下标为2的越界内存，正确写法应为p->words[p->count - 1] = strdup2(w);

内容的提问来源于stack exchange，提问作者pen_island