返回指向局部变量的指针时的堆栈行为

Question

我有一个简单的例子，其中 Rust 的行为与我的心理形象不符，所以我想知道我错过了什么:

fn make_local_int_ptr() -> *const i32 {
    let a = 3;
    &a
}

fn main() {
    let my_ptr = make_local_int_ptr();
    println!("{}", unsafe { *my_ptr } );
}

结果:

3

这不是我所期望的。使用 The Stack and the Heap 中给出的符号，我希望堆栈框架看起来像这样:

Address | Name | Value
-----------------------
   0    |   a  |   3  

在 make_local_int_ptr() 中，但在这一行之后，

let my_ptr = make_local_int_ptr();

由于 a 超出范围，我希望堆栈被清除，但显然没有。

此外，如果我在创建 my_ptr 和打印它的解引用值之间定义另一个变量:

fn main() {
    let my_ptr = make_local_int_ptr();
    let b = 6;
    println!("{}", b); // We have to use b otherwise Rust
                       // compiler ignores it (I think)
    println!("{}", unsafe { *my_ptr } );
}

我的输出是:

6
0

这又不是我所期望的，我在想:

Address | Name | Value
-----------------------
   0    |   b  |   6

在这种情况下，我的输出将是:

6
6 

甚至(在 C++ 和 Go 中我得到了这个结果):

Address | Name | Value
-----------------------
   1    |   b  |   6  
   0    |   a  |   3

在这种情况下，我的输出将是:

6
3

为什么我得到的输出是我得到的？为什么甚至允许返回指向局部变量的指针？变量超出范围，指针指向的值变得不可预测。

Answer 1

您根本不应该返回指向本地堆栈变量的指针。这样做是未定义的行为，编译器可以完全自由地做任何它想做的事。

当您说不安全时，您是在向编译器 promise 您将手动维护所有预期的不变量...然后立即违背该 promise 。

坦率地说:你违反了内存安全，所有赌注都没有了。解决方案是不那样做。

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要解释为什么您可能会看到这种行为，但是(同样，这是未定义的行为，没有任何保证):堆栈未“清除”它被零覆盖的感觉；只是不再从中读取是无效的。

此外，由于对make_local_int_ptr 的调用已完成，编译器没有理由保留其堆栈空间，因此它可以重新使用该空间。 0 可能是是因为调用了 println!?