中級

関数内のローカル変数のアドレスを返すと解放済み領域を指す

関数の中で宣言したローカル変数は、その関数を抜けると同時に領域が無効になります。そのアドレスをreturnで返すと、呼び出し元は既に無効な領域を指すポインタを受け取ります。

エラーメッセージの読み方

Segmentation fault

（エラーメッセージなし）

これはプログラム自身の出力ではありません。プログラムは何も言わずに落ちています

Segmentation fault

シェルが検知した異常終了の種類 — OSが「不正なメモリアクセス」などを検出しプロセスを強制終了させました

見つけ方

このメッセージだけでは行番号すら分かりません。原因はコードを読んで特定するしかありません

このエラーが出る典型パターン

 1  #include <stdio.h>
 2  #include <stdlib.h>
 3  
 4  int *makeValue(int v) {
 5      int local = v;
 6      int *heap = malloc(sizeof(int));
 7      *heap = v;
 8      return &local;
                  ^
 9  }
10  
11  int main(void) {
12      int *p = makeValue(42);
13      printf("%d\n", *p);
14      return 0;
15  }

 1  #include <stdio.h>
 2  #include <stdlib.h>
 3  
 4  int *makeCounter(int start) {
 5      int count = start;
 6      int *heap = malloc(sizeof(int));
 7      *heap = start;
 8      return &count;
                  ^
 9  }
10  
11  int main(void) {
12      int *c = makeCounter(10);
13      printf("%d\n", *c);
14      return 0;
15  }

 1  #include <stdio.h>
 2  #include <stdlib.h>
 3  
 4  int *makeFlag(int v) {
 5      int flag = v;
 6      int *heap = malloc(sizeof(int));
 7      *heap = v;
 8      return &flag;
                 ^
 9  }
10  
11  int main(void) {
12      int *f = makeFlag(1);
13      printf("%d\n", *f);
14      return 0;
15  }

 1  #include <stdio.h>
 2  #include <stdlib.h>
 3  
 4  int *makeId(int v) {
 5      int local = v;
 6      int *heap = malloc(sizeof(int));
 7      *heap = v;
 8      return &local;
                  ^
 9  }
10  
11  int main(void) {
12      int *p = makeId(7);
13      printf("%d\n", *p);
14      return 0;
15  }

 1  #include <stdio.h>
 2  #include <stdlib.h>
 3  
 4  int *makeTotal(int v) {
 5      int total = v;
 6      int *heap = malloc(sizeof(int));
 7      *heap = v;
 8      return &total;
                  ^
 9  }
10  
11  int main(void) {
12      int *t = makeTotal(99);
13      printf("%d\n", *t);
14      return 0;
15  }

よくある誤解

このサイトの検証環境では、関数を抜けた直後にmain側で別の関数（printfなど）を呼ぶと、解放済みのはずのスタック領域がその呼び出しのフレームに上書きされ、参照した瞬間にクラッシュすることを確認しています。「無効なだけで動くこともある」と侮らず、関数外に値を残したい場合は、呼び出し元の変数のアドレスを渡すか、mallocでヒープに確保します。

実務での勘所

安全な代替案は主に3つあります。呼び出し元に用意させた変数のアドレスを引数として渡してもらい、関数はそこに書き込むだけにする方法。構造体そのものを(ポインタではなく)戻り値としてコピーで返す方法。そしてmalloc()でヒープに確保し、呼び出し元がfree()する責任を持つ方法です。3つ目はメモリの解放忘れ(メモリリーク)の危険と引き換えなので、多くの場面では前者2つのほうが安全です。

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関連するエラー

• Segmentation fault（NULLポインタの参照）NULL（何も指していないポインタ）の指す先を読み書きしようとしたときに発生するクラッシュです。
• Segmentation fault（strcpyによるバッファオーバーフロー）コピー先のchar配列より長い文字列をstrcpyでコピーすると、確保した領域を超えて書き込みが起こります。