c - 为什么这个 C 函数有副作用？

Question

有人能帮我理解这个 C 程序有什么问题吗？

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
struct Box {
    int **value;
};
void nop(void) {
    /* Why does this function have side effects? */
    void *a = malloc(sizeof *a);
    free(a);
}
struct Box *makeBox(void) {
    int *value = NULL;
    struct Box *box = malloc(sizeof *box);
    box->value = &value;
    return box;
}
int main(void) {
    struct Box *box = makeBox();
    printf("Dereferenced: %p\n", *box->value);
    nop();
    printf("Dereferenced: %p\n", *box->value);
}

如果我运行它，它会打印:

Dereferenced: (nil)
Dereferenced: 0x562831863727

但是，如果我注释掉 nop 函数，我会得到:

Dereferenced: (nil)
Dereferenced: (nil)

谁能帮我理解为什么调用 nop 会改变 *box->value？

Answer 1

基本上 nop() 函数具有“副作用”，这是使用堆栈的结果。问题出在 makeBox() 函数中，它设置了一个指向堆栈变量的指针。我在片段中添加了一些评论:

struct Box *makeBox(void) {
    // value is an integer pointer on the stack
    int *value = NULL;
    struct Box *box = malloc(sizeof *box);
    // box->value is set to the address of the stack location of value
    box->value = &value;
    return box;
}

当 nop() 在堆栈上分配 a 时，它实际上是踩踏另一个指针所在的堆栈。这是为什么不能返回指向堆栈变量的指针的示例，因为它不会在分配它的函数范围之外持续存在。