C++调用返回指针的函数后连续两次printf输出异常是什么原因？

• 你遇到的所有异常本质上是触发了C/C++的未定义行为（UB），根源有两个：一是add2函数返回了栈上局部变量的指针，二是第二个printf调用的格式符和传参数量不匹配

1. 返回局部变量指针的问题 #

函数内部定义的非静态局部变量是分配在栈内存上的，函数执行结束后，对应的栈帧会被操作系统回收，这块内存的内容可以被后续的其他函数调用随意覆盖。你的add2函数里的c是局部变量，函数结束后&c指向的内存已经失效，此时z2是野指针，任何对*z2的访问都是未定义行为，输出什么结果都有可能。

2. 不同写法结果差异的原因 #

• 连续两次调用printf的场景：第一次调用printf的时候，会在栈上开辟自己的栈帧空间，直接覆盖了之前add2函数存c的那块内存，此时解引用z2拿到的是printf执行后留下的垃圾值，所以输出随机大数。另外你写的printf("%d\n%d\n", *z2);要求2个int类型参数，你只传了1个，参数不匹配本身也属于未定义行为，会进一步加剧输出异常。
• 同一printf输出的场景：调用printf之前还没有其他函数调用覆盖那块失效的栈内存，*z2刚好能拿到之前的计算值，而且参数一次性压入栈中，所以看起来输出正常，但这只是未定义行为的巧合，换编译器、换编译配置、甚至换运行时机都可能出问题。
• 连续输出z1正常的场景：z1是main函数的局部变量，main函数执行结束前它对应的栈内存一直有效，而且你存储的是值本身，不是指向其他失效内存的指针，所以访问完全合法。

如果你确实需要返回指针类型的结果，可以选择以下两种安全的写法：

• 写法1：在堆上分配内存存储结果，堆内存不会随函数结束自动回收，记得用完后手动释放避免内存泄漏：

int* add2(int* a, int* b) {
    int* c = (int*)malloc(sizeof(int));
    *c = *a + *b;
    return c;
}
// main函数使用完z2后加一行 free(z2); 释放内存

• 写法2：由外层调用方传入结果变量的地址，函数内部直接写入结果：

void add2(int* a, int* b, int* res) {
    *res = *a + *b;
}
// main中调用方式：
int z2;
add2(&x, &y, &z2);

如果没有必须返回指针的需求，直接用你写的第一个返回值的add函数是最安全高效的写法。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Quang Nguyen