未定义的行为：尝试访问函数调用的结果时

以下编译并打印“string”作为输出。

#include  struct S { int x; char c[7]; }; struct S bar() { struct S s = {42, "string"}; return s; } int main() { printf("%s", bar().c); } 

显然，这似乎引发了一个未定义的行为

C99 6.5.2.2/5如果尝试修改函数调用的结果或在下一个序列点之后访问它，则行为未定义。

我不明白它在哪里说“下一个序列点”。 这里发生了什么？

Answer 1

你已经遇到了语言的一个微妙角落。

在大多数情况下，数组类型的表达式被隐式转换为指向数组对象的第一个元素的指针。 这里没有适用的例外情况是：

• 当数组表达式是一元&运算符的操作数时（它产生整个数组的地址）;
• 当它是一元sizeof的操作数或（从C11开始） _Alignof运算符（ sizeof arr产生数组的大小，而不是指针的大小）; 和
• 当它是初始化器中用于初始化数组对象的字符串文字时（ char str[6] = "hello";不会将"hello"转换为char* 。）

（ N1570草案错误地将_Alignof添加到例外列表中。事实上，由于不明确的原因， _Alignof只能应用于类型名称，而不能应用于表达式。）

请注意，有一个隐含的假设：数组表达式首先引用数组对象。 在大多数情况下，它确实（最简单的情况是当数组表达式是声明的数组对象的名称时） – 但在这种情况下， 没有数组对象 。

如果函数返回结构，则struct返回结果值 。 在这种情况下，struct包含一个数组，给我们一个没有相应数组对象的数组值 ，至少在逻辑上。 所以数组表达式bar().c衰减到指向…的第一个元素的指针，嗯，……一个不存在的数组对象。

2011 ISO C标准通过引入“ 临时生命周期 ”来解决这个问题，“ 临时生命周期 ”仅适用于“具有结构或联合类型的非左值表达式，其中结构或联合包含具有数组类型的成员”（ N1570 6.2.4p8）。 这样的对象可能不会被修改，并且它的生命周期在包含完整表达式或完整声明符的末尾结束。

因此，从C2011开始，您的程序行为已明确定义。 printf调用获取一个指向数组的第一个元素的指针，该数组是具有临时生命周期的struct对象的一部分; 在printf调用完成之前，该对象继续存在。

但是从C99开始，行为是未定义的 – 不一定是因为你引用的子句（据我所知，没有中间序列点），但是因为C99没有定义必要的数组对象printf工作。

如果你的目标是让这个程序工作，而不是理解它可能失败的原因，你可以将函数调用的结果存储在一个显式对象中：

 const struct s result = bar(); printf("%s", result.c); 

现在，您有一个具有自动而非临时存储持续时间的struct对象，因此它在执行printf调用期间和之后都存在。

Answer 2

序列点出现在完整表达式的末尾 – 即，在此示例中printf返回时。 还有其他情况会出现序列点

实际上，这条规则规定函数临时值不会超出下一个序列点 – 在这种情况下，它在使用后很好地发生，所以你的程序具有相当明确的行为。

这是一个没有明确定义的行为的简单示例：

 char* c = bar().c; *c = 5; // UB 

这里，在创建c之后满足序列点，并且它指向的内存被破坏，但我们然后尝试访问c ，从而产生UB。

Answer 3

在C99中，在对参数进行求值（C99 6.5.2.2/10）之后，在调用函数时会有一个序列点。

因此，当计算bar().c ，它会导致指向bar()返回的struct中char c[7]数组中第一个元素的指针。 但是，该指针被复制到printf()的参数（无用的参数printf() ，并且当实际调用printf()函数时，上面提到的序列点已经发生，所以成员即指针指向可能不再活着。

正如Keith Thomson所提到的 ，C11（和C ++）对临时工作的生命周期做出了更强有力的保证，因此这些标准下的行为不会被定义。