Kann auf den Speicher einer lokalen Variablen außerhalb seines Gültigkeitsbereichs zugegriffen werden?

Wie kann es sein? Ist nicht die Erinnerung an eine lokale variable unzugänglich außerhalb seiner Funktion?

Ihnen ein Hotelzimmer mieten. Sie legte ein Buch in der obersten Schublade des Nachttisch und schlafen gehen. Beim check out am nächsten morgen, aber "vergessen" zurück zu geben, Ihre Schlüssel. Sie stehlen den Schlüssel!

Eine Woche später, kehren Sie zurück zum hotel, check das nicht, schleichen sich in Ihre alten Zimmer, die mit Ihren gestohlenen Schlüssel, und suchen Sie in der Schublade. Ihr Buch ist immer noch da. Erstaunlich!

Wie kann das sein? Nicht der Inhalt eines Hotelzimmers Schublade unzugänglich, wenn Sie nicht vermietet Zimmer?

Gut, dass offensichtlich Szenario kann passieren in der realen Welt kein problem. Es gibt keine geheimnisvolle Kraft, die bewirkt, dass Ihr Buch zu verschwinden, wenn Sie nicht mehr berechtigt, in das Zimmer. Es gibt eine geheimnisvolle Kraft, die Sie daran hindert, Sie betreten einen Raum mit einem gestohlenen Schlüssel.

Das hotel-management ist nicht erforderlich zu entfernen Ihrem Buch. Sie nicht machen einen Vertrag mit Ihnen, sagte, dass, wenn Sie verlassen Sachen hinter sich, die Sie zerreißen es für Sie. Wenn Sie illegal re-geben Sie Ihr Zimmer mit einem gestohlenen Schlüssel, um es zu bekommen zurück, die hotel-security-Personal ist nicht erforderlich zu fangen, Sie schleichen in. Sie nicht machen einen Vertrag mit Ihnen, der sagte: "wenn ich versuche zu schleichen zurück in mein Zimmer später, Sie sind verpflichtet, mich zu stoppen." Vielmehr haben Sie einen Vertrag mit Ihnen, der sagte: "ich verspreche nicht, zu schleichen zurück in mein Zimmer später", ein Vertrag, der Sie brach.

In dieser situation alles passieren kann. Das Buch ist da-haben Sie Glück gehabt. Jemand anderes Buch kann da sein, und Ihnen könnte in der hotel-Ofen. Jemand könnte es Recht, wenn Sie kommen, reißen Sie Ihr Buch in Stücke. Das hotel haben könnte, entfernt die Tabelle aus und buchen Sie ganz und ersetzt es mit einem Kleiderschrank. Das gesamte hotel könnte genau das sein, werden abgerissen und ersetzt durch ein Fußball-Stadion, und du stirbst in einer explosion, während Sie schleicht herum.

Wissen Sie nicht, was geschehen wird; wenn Sie aus dem hotel ausgecheckt und Stahlen einen Schlüssel, um die gesetzwidrige Verwendung später, Sie gab das Recht auf Leben in einem vorhersagbaren, sicheren Welt, weil Sie wählte zu brechen, die Regeln des Systems.

C++ ist keine sichere Sprache. Es wird fröhlich erlauben, Sie zu brechen, die Regeln des Systems. Wenn Sie versuchen, etwas illegales zu tun und dumm wie eine Reise in ein Zimmer, Sie sind nicht autorisiert, in und durchstöbern ein Schreibtisch, der vielleicht gar nicht mehr da sein, C++ ist nicht, Sie zu stoppen. Sicherer Sprachen als C++ lösen dieses problem durch die Beschränkung Ihrer macht-indem er viel strengere Kontrolle über Ihre Schlüssel, zum Beispiel.

UPDATE

Heilige Güte, diese Antwort ist immer eine Menge Aufmerksamkeit. (Ich bin mir nicht sicher, warum-ich hielt es nur ein "Spaß" - kleine Analogie, aber egal.)

Ich dachte, es wäre angemessen zu aktualisieren, dies ein bisschen mit ein paar mehr technischen Gedanken.

Compiler sind in das Geschäft der Generierung von code verwaltet die Speicherung der Daten manipuliert durch das Programm. Es gibt viele verschiedene Möglichkeiten der Generierung von code, um Speicher zu verwalten, aber im Laufe der Zeit zwei grundlegende Techniken haben sich verschanzt.

Die erste ist, um irgendeine Art von "lange gelebt" - storage-Bereich, wo die "Lebensdauer" jedes byte in den Speicher-das ist die Zeit, wenn es ist gültig in Zusammenhang mit manchen Programm-variable -- nicht leicht vorhergesagt vor der Zeit. Die compiler-Aufrufe zu einer "heap-manager", der weiß, wie dynamisch reservieren Speicher, wenn es nötig ist, und Sie es zurückfordern, wenn es nicht mehr benötigt wird.

Das zweite ist, um irgendeine Art von "kurzer Dauer" - storage-Bereich, wo die Lebensdauer jedes byte im Speicher bekannt ist, und, insbesondere, die Lebensdauer von Speicher Folgen ein "nesting" - Muster. Das heißt, die Verteilung der am längsten lebte, der kurzlebigen Variablen streng überlappungen der Verteilungen der kürzer Variablen, die nach ihm kommen.

Lokale Variablen Folgen Sie dieser, Muster; wenn eine Methode eingegeben wird, dessen lokale Variablen lebendig. Wenn diese Methode ruft eine andere Methode, die neue Methode lokale Variablen lebendig. Sie werden tot sein, bevor die erste Methode lokale Variablen tot sind. Die relative Reihenfolge der Anfänge und enden der Lebensdauer der Speicher im Zusammenhang mit lokalen Variablen gearbeitet werden kann vor der Zeit.

Aus diesem Grund werden die lokalen Variablen sind in der Regel generiert, als die Speicherung auf einem "Stapel" von Daten-Struktur, weil ein stack hat die Eigenschaft, dass das erste, was bewegt auf es ist das Letzte Ding tauchte ab.

Es ist wie das hotel entscheidet, zu vermieten nur die Zimmer nummeriert, und man kann nicht check-out bis jeder mit einem Zimmer-Anzahl höher, als Sie ausgecheckt hat.

Denken wir also über den stack. In vielen Betriebssystemen erhalten Sie einen Stapel pro thread und stack zugeordnet ist, um eine bestimmte Feste Größe. Wenn Sie eine Methode aufrufen, Sachen auf dem Stapel abgelegt. Wenn Sie dann übergeben Sie einen Zeiger auf den stack wieder aus der Methode, wie der ursprüngliche poster nicht hier, das ist nur ein Zeiger auf die Mitte ein paar ganz gültig Mio-byte-Speicher-block. In unserer Analogie, checken Sie aus dem hotel; wenn Sie das tun, werden Sie nur Check-out der höchsten Nummerierung besetzten Raum. Wenn sonst niemand prüft nach, und gehen Sie zurück zu Ihrem Zimmer, illegal, alle Ihre Sachen, ist garantiert noch da sein in diesem hotel.

Verwenden wir stapeln für temporary stores, denn Sie sind wirklich Billig und einfach. Eine Umsetzung von C++ ist nicht erforderlich, um einen Stapel für Lagerung die einheimischen; es könnte heap. Tut es nicht, weil das würde das Programm langsamer.

Eine Implementierung von C++ ist nicht erforderlich, zu verlassen, den Müll, den Sie Links auf dem Stapel unberührt, so dass Sie kommen zurück für ihn später illegal; es ist völlig legal für den compiler, um code zu generieren, stellt sich zurück auf null, alles, was in den "Raum", den Sie gerade geräumt. Es nicht, weil wieder, das wäre teuer.

Eine Implementierung von C++ ist nicht erforderlich, um sicherzustellen, dass, wenn der stack logischerweise schrumpft, die Adressen, die verwendet werden, um gültig zu sein, sind immer noch in den Speicher gemappt. Die Umsetzung ist erlaubt zu sagen, das Betriebssystem "sind wir fertig mit dieser Seite der Stapel ist jetzt. Bis ich etwas anderes sagen, Frage eine Ausnahme, zerstört den Prozess, wenn jemand berührt, die zuvor gültigen stack-Seite". Wieder, Implementierungen, die eigentlich nicht tun, weil es ist langsam und unnötig.

Statt, Implementierungen lassen Sie Sie Fehler machen und Weg mit ihm. Die meisten der Zeit. Bis eines Tages etwas wirklich schrecklich schief geht und der Prozess platzt.

Dies ist problematisch. Es gibt eine Menge von Regeln und es ist sehr leicht zu brechen Sie versehentlich. Ich habe natürlich viele Male. Und schlimmer noch, oft das problem, dass nur die Flächen, wenn der Speicher erkannt wird beschädigt Milliarden von Nanosekunden nach der Korruption ist passiert, Wann ist es sehr schwer, herauszufinden, wer es versaut.

Mehr Speicher-sichere Sprachen lösen dieses problem durch die Beschränkung Ihrer macht. In "normalen" C# gibt es einfach keine Möglichkeit zu nehmen, die Adresse einer lokalen und senden Sie es oder speichern Sie es für später. Sie können die Adresse einer lokalen, aber die Sprache ist geschickt so konzipiert, dass es unmöglich ist, es zu benutzen, nachdem die Lebensdauer der lokalen endet. Um die Adresse einer lokalen und übergeben Sie es zurück, Sie haben, um den compiler in einem speziellen "unsafe" - Modus, und setzen Sie das Wort "unsicher" in Ihrem Programm, um Aufmerksamkeit auf die Tatsache, dass Sie wahrscheinlich etwas tun, die gefährlich werden könnte, brechen die Regeln.

Zur weiteren Lektüre:

• Was ist, wenn C# habe ermöglichen die RÜCKFÜHRUNG Referenzen? Zufällig, das ist das Thema des heutigen blog-post:

  http://blogs.msdn.com/b/ericlippert/archive/2011/06/23/ref-returns-and-ref-locals.aspx

• Warum verwenden wir stapeln, um Speicher zu verwalten? Sind Werttypen in C# immer auf dem stack gespeichert werden? Wie funktioniert der virtuelle Speicher? Und viele weitere Themen, wie die C# - memory-manager arbeitet. Viele dieser Artikel sind auch relevant für C++ - Programmierer:

  https://blogs.msdn.microsoft.com/ericlippert/tag/memory-management/

InformationsquelleAutor der Antwort Eric Lippert

Weil der Speicherplatz nicht stampfte auf nur noch. Zählen Sie nicht auf dieses Verhalten.

InformationsquelleAutor der Antwort msw

In C++, Sie kann Zugriff auf eine Adresse, aber es bedeutet nicht, dass Sie sollte. Die Adresse, auf die Sie zugreifen, ist nicht mehr gültig. Es funktioniert weil nichts anderes verschlüsselt den Speicher nach foo zurückgegeben, aber es könnte Abstürzen unter vielen Umständen ab. Versuchen Sie, analysieren Sie Ihr Programm mit Valgrindoder auch nur kompiliert, optimiert und sehen...

InformationsquelleAutor der Antwort Charles Brunet

Hast du kompilieren Sie das Programm mit dem Optimierungstool aktiviert ?

Die foo () - Funktion ist Recht einfach und hätte inlined/ersetzt in dem resultierenden code.

Aber ich aggree mit B markiert, dass der daraus resultierende Verhalten nicht definiert ist.

InformationsquelleAutor der Antwort gastush

Sind Sie einfach wieder eine Speicheradresse, es ist erlaubt, wird aber wahrscheinlich ein Fehler.

Ja, wenn Sie versuchen, Sie zu dereferenzieren, die Speicher-Adresse, die Sie haben Undefiniertes Verhalten.

int * ref () {

 int tmp = 100;
 return &tmp;
}

int main () {

 int * a = ref();
 //Up until this point there is defined results
 //You can even print the address returned
 //but yes probably a bug

 cout << *a << endl;//Undefined results
}

InformationsquelleAutor der Antwort Brian R. Bondy

Dieses Verhalten ist nicht definiert, wie Alex darauf hingewiesen-in der Tat, die meisten Compiler warnen vor dies zu tun, weil es eine einfache Möglichkeit, um Abstürze.

Ein Beispiel für die Art von Spuk Verhalten Sie wahrscheinlich zu bekommen, versuchen Sie dieses Beispiel:

int *a()
{
   int x = 5;
   return &x;
}

void b( int *c )
{
   int y = 29;
   *c = 123;
   cout << "y=" << y << endl;
}

int main()
{
   b( a() );
   return 0;
}

Dieser druckt "y=123", aber Ihre Ergebnisse können variieren (wirklich!). Ihr Zeiger ist Stress für andere, die unabhängig von lokalen Variablen.

InformationsquelleAutor der Antwort AHelps

Sie tatsächlich aufgerufen wird, Undefiniertes Verhalten.

Rückgabe der Adresse einer temporären funktioniert, aber als Provisorien sind zerstört am Ende einer Funktion die Ergebnisse der Zugriff auf Sie nicht definiert wird.

Also bist du auch nicht ändern a sondern den Speicherort, wo a einmal war. Dieser Unterschied ist sehr ähnlich zu dem Unterschied zwischen Absturz und nicht Absturz.

InformationsquelleAutor der Antwort Alexander Gessler

Achten Sie auf alle Warnungen . Nicht nur lösen, Fehler.

GCC zeigt diese Warnung

Warnung: address of local variable 'a' zurückgegeben

Dies ist die Stärke von C++. Sie sollten darauf achten, über Speicher. Mit der -Werror Flagge, diese Warnung immer ein Fehler und jetzt haben Sie, um zu Debuggen.

InformationsquelleAutor der Antwort

Die Dinge, mit richtigen (?) die Ausgabe in der Konsole kann sich dramatisch ändern, wenn Sie ::printf aber nicht cout.
Sie können spielen, um mit debugger in folgenden code (getestet auf x86, 32-bit, MSVisual Studio):

char* foo() 
{
  char buf[10];
  ::strcpy(buf, "TEST”);
  return buf;
}

int main() 
{
  char* s = foo();    //place breakpoint & check 's' varialbe here
  ::printf("%s\n", s); 
}

InformationsquelleAutor der Antwort

Es "Schmutziger" Art und Weise der Verwendung von Speicher-Adressen. Wenn Sie wieder eine Adresse (Zeiger) Sie nicht wissen, ob es gehört zu den lokalen Gültigkeitsbereich einer Funktion. Es ist nur eine Adresse. Nun, da Sie aufgerufen wird, die " foo "Funktion), die Adresse (Speicherstelle) des" a " war bereits zugewiesen die es in die (sicher, zumindest für den Moment) adressierbaren Speicher der Anwendung (Prozess). Nach der 'foo' - Funktion zurückgegeben, die Adresse von 'a' werden als 'dirty', aber das ist es nicht aufgeräumt, noch gestört/verändert durch die Ausdrücke in den anderen Teil des Programms (in diesem speziellen Fall zumindest). Ein C/C++ - compiler bedeutet nicht aufhören Sie von solchen "dirty" - Zugang (vielleicht warnen Sie aber, wenn Sie Pflege). Sie können sicher verwenden (update) jeden Speicherbereich, in dem Daten-segment des Programms Instanz (Prozess), es sei denn, Sie schützen Sie die Adresse durch einige Mittel.

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