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三分钟弄清楚C语言为何函数退出就不能使用局部变量了，不初始化局部变量会出错吗

		发表于: 2018-11-02 12:00:03 | 已被阅读: 46 | 分类于: C语言

上一次，我们说到了全局变量和局部变量，并且介绍了局部变量在函数返回后，就会被释放。而全局变量却可以一直保存到程序结束，这是为什么呢？在回答这个问题之前，请看下面这张非常经典的图： 这个图就是程序在运行所需的内存布局。简单来说，就是程序在运行时会占用内存，占用的内存每个区域用途都是不同的，有的区域用做堆区，有的用做栈区，等等。

为什么函数返回时，局部变量就不能用了

程序每调用一个函数，系统就自动在栈区划分一块区域给该函数使用，函数内部定义的局部变量，也存在此处。因为并不能知道系统分配的栈区原来填充的是什么样的数据，所以如果函数内部定义的局部变量没有初始化（没有赋初值）就使用它，它的值也是未知的。

当函数执行完毕，返回时，系统将收回这块分配的栈区，所以函数的局部变量的值就不能继续使用了。

说了这么多空的，我们来看一个例子，下面的代码非常简单，就是在 test 函数中定一个了一个局部 int 型变量 i，然后打印出它的值，再赋值为 321，然后在 main 函数中调用 它两次。

#include <stdio.h>
int test(void)
{
    int i;
    printf("%d\n", i);
    i = 321;
}
int main(void)
{
    test();
    test();
    return 0;
}

在编译执行前，根据我们的理论，局部变量如果没有初始化，那它的值是未知的，因此第一个 test 调用，会打印出随机的一个数。虽然第一个 test 函数在最后对局部变量 i 赋值了 321，但是在它返回后，就被释放了。因此第二次调用 test 时，输出应该还是一个随机数。那对不对呢？编译执行，发现程序输出

134567128
321

出乎意料，第二次打印出的值正是第一个 test 末尾赋的值 321。有一种初学者是这样，原本就没有把这条语法规则记牢，或者对自己的记忆力没信心，看到这个结果就会想：哦那肯定是我记错了，改过来记吧，应该是“函数中的局部变量具有一直存在的固定的存储空间，每次函数调用时使用它，返回时也不释放，再次调用函数时它应该还能保持上次的值”。

还有一种初学者是怀疑论者或不可知论者，看到这个结果就会想：教材上明明说“局部变量的存储空间在每次函数调用时分配，在函数返回时释放”，那一定是教材写错了，教材也是人写的，是人写的就难免出错，哦，连C99也这么写的啊，C99也是人写的，也难免出错，或者C99也许没错，但是反正运行结果就是错了，计算机这东西真靠不住，太容易受电磁干扰和宇宙射线影响了，我的程序写得再正确也有可能被干扰得不能正确运行。

这两种想法当然不对。我们说，

“因为并不能知道系统分配的栈区原来填充的是什么样的数据，所以如果函数内部定义的局部变量没有初始化（没有赋初值）就使用它，它的值也是未知的。”
，这个未知的值可以是随机的，那既然是随机值，它为什么不可以恰好是 321 呢？

函数返回后，系统收回原分配的栈区，却不一定会去清零它。如果下一次，恰好又把这块栈区分配给 test 函数，局部变量 i 所在的区域恰好是上一次 i 所在的区域，而上次 test 函数返回之前，把这块区域赋值为 321 了，那这次 i 的“未知值”就正好是 321 也就不奇怪了，对吧。

为了验证我们上面的解答，我们在两个 test 之间加一行 printf，再做次实验：

...
int main(void)
{
    test();
    printf("something\n");
    test();
    return 0;
}

再编译执行，发现输出为

134567128
something
0

看到没，第一个 test 函数末尾赋的值，并不能保证一定传给下一次 test。

未初始化的局部变量的值是不确定的，上一次谁使用过这一块的栈区，恰好留在局部变量所在区域的值等于几，这次局部变量的未初始化的默认值就是几。

全局变量为什么可以一直保留到程序结束？

这是因为，全局变量要么保存在 bss 段，要么保存在 data 段，这两个段会一直保留到程序结束。

未初始化的全局变量保存在 bss 段，已初始化的全局变量保存在 data 段。

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