關於返回結構體的函式

本文的範例**取材於《彙編中函式返回結構體的方法》一文，並在此基礎上進行修改和試驗。要研究的第乙份**如下，定義乙個不超過 8 bytes 的小結構體，不超過 8 bytes 是因為這個結構體能夠用 edx:eax 容納，我們之後將看到在 release 編譯時，編譯器能夠向返回普通基礎型別那樣進行返回。

#include //不超過 8 bytes 的「小結構體」
struct a
;//返回結構體的函式
struct a add(int x, int y)
int main()

首先，我們需要解決乙個常見困惑，就是要明確這段**和下面的典型錯誤**的區別：

char* get_buffer()

char buf[8];

return buf;

上面的 get_buffer 返回的是棧上的臨時變數空間，在函式返回後，其所在的空間也就被「**/釋放」了，也就是說函式返回的位址位於棧的增長方向上，是不穩定和不被保證的。

那麼返回結構體的函式則不同，你可以發現返回結構體的函式是工作正常有效的。在 add 函式中有乙個臨時性結構體 t，毫無疑問，t 將在 add 函式返回時被釋放，但由於 t 被當做「值」進行返回，因此編譯器將保證 add 的返回值對於 add 的呼叫者（caller）來說是有效的。

另外需要明確的一點是，我個人覺得，現實裡這種返回結構體的方式比較少見，後面將會看到這樣做會產生臨時物件和多餘拷貝過程，效率不高。常見方法是傳遞結構體指標。但作為語言上允許的方式，有必要弄清楚編譯器如何實現這種方式，而要弄清楚這個問題，需要檢視彙編**。使用 vc6 輸入上述**，下面分別給出其彙編**。

下面是實現方式的棧示意圖：

總結：（1.1）用 edx:eax 傳遞返回值。呼叫方不需要在棧上向 add 函式傳遞接受返回值的位址。

（2.2）debug 版本在呼叫方生成臨時物件返回值，然後再把臨時物件拷貝到 main 臨時變數所在位址。效率低。

總結：（2.1）同（1.1），用 edx:eax 傳遞返回值，不需要傳遞接收返回值的位址。

（2.2）release 版本呼叫方沒有臨時物件，效率基本等同於傳結構體指標。

（2.3）release 版本優化的太厲害，甚至都沒有把返回值完整的拷貝到臨時變數 t （只拷貝了結構體中的成員t.b，t.a 的拷貝被認為沒有存在價值而被優化掉了，因為 t.a 的值存於 eax），和高階語言有較大差別。

如果是超過 8 bytes 的結構體，edx:eax 將容納不下，這時就需要呼叫方提供接受返回值的位址，即呼叫方在棧上分配臨時物件，並把其位址通過棧傳遞給函式（先 push 引數，最後 push 用於設定返回值的結構體位址）。

把上述**中的結構體定義增加乙個 int 成員即可令結構體超過 8 bytes，即調整上述**的 struct 定義：

struct a

;使用 vc6 編譯後產生的彙編**如下：

debug 版本：

release 版本：

上述兩種編譯結果，實現的模型基本相同。因此在這裡以debug版本**為主，一併分析，其棧示意圖如下，下圖左側為 debug 版本，右側是 release 版本：

總結：（1）當結構體超過 8 bytes，不能用 edx:eax 傳遞，這時呼叫方在棧上保留有乙個用於填充返回值的結構體，其位址在入棧引數後 push 到棧上。函式將會根據這個位址，把返回值設定到這個位址。

（2）在 main 函式中，debug 版本比 release 版本還多了乙個臨時物件，效率低。而 release 版本中只有返回值和臨時變數 t，效率略高於 debug。但兩者模型基本一致，總體效率低於傳結構體指標。

（3）release 版本同樣優化比較厲害，main 函式中對 t 的賦值是不完整的，因為編譯器認為沒有必要，只要滿足**等效即可。

最後我們總結針對較大結構體（超過 8 bytes）時，返回結構體的函式的實現方式的基本模型：

（1）呼叫方在棧上分配用於接收返回值的臨時結構體，並把位址通過棧傳遞給函式。

（2）函式根據返回值的位址，設定返回值。

（3）呼叫方根據需要，把返回值再賦值給需要的臨時變數。

（4）返回時，eax 儲存的是返回值的那個位址。

因此，從上面的過程可以看到，由於存在臨時物件和拷貝操作，其效率比傳遞結構體指標的函式低。

由於不管 debug 還是 release，對於「大結構體」都會在棧上傳遞返回值的位址，所以我們可以通過下面的**，來測試出這樣的結論：函式 add 的返回值（臨時結構體）的位址和 main 中的變數 t 的位址是不同的。原理是，第乙個形參的棧頂方向的相鄰元素就是返回值的位址，因此用乙個指標指向第乙個形參，然後向棧頂移動一格，取出其值，就是返回值的位址。

#include struct a
;struct a add(int x, int y)
int main(int argc, char* ar**)

上面的**中，有一點需要注意，返回值的位址和 t 的位址的關係是依賴編譯器的，也就是說，沒有任何保證，兩者之間是否相鄰以及它們之間的大小關係。但你可以通過嘗試移動上面的指標 p1，試圖將 p1 指向返回值，但這並不是乙個簡單容易的事情（因為編譯器的行為效果是盡量避免讓這個返回值被其他指標指到）。

關於返回結構體的函式

c 函式返回結構體陣列的神奇之處

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關於結構體的sort函式的用法

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