C++ 関数の中のアドレス記憶期間について

Question

###前提・実現したいこと
下記のコードの中で、関数内で Worker* inputdata();でアドレスを返却し、w2にポインタを返しているのですが、関数内でアドレスが解放されているのにも関わらず、w1.ShowDataPointer(w2);がなぜか動いています。
これはコンパイラの影響でしょうか。ちなみにPaiza.ioを利用しています。

###ソースコード

＜ヘッダー文＞
class Worker{
 public:
    static int no;
    int num;
    static char* CompanyName;
    double salary;
    char department[100];
    char name[100];
    Worker();
    ~Worker();
    Worker(double salary ,char department[100], char name[100]);
    void ShowData();
    void ShowDataPointer(Worker *a);
    Worker* inputdata();
};
＜メイン文＞
#include <iostream>
using namespace std;

#include <iostream>
#include "string.h"
#include "Worker.h"
using namespace std;

int Worker::no = 0;
char* Worker::CompanyName = "ABC";

Worker::Worker(){
 this->num = no;
 this->salary = 0;
 strcpy(this->department, "NotDefinedDepartment");
 strcpy(this->name, "NotDefinedName");
 no++;
}

Worker::~Worker(){
}

Worker::Worker(double salary, char department[100], char name[100]){
  this->num = no;
  this->salary = salary;
  strcpy(this->department,department);
  strcpy(this->name,name);
  no++;
}

 void Worker::ShowData(){
    cout << "no = " << this->num << "\n";
    cout << "salary = " << this->salary << "\n";
    cout << "department = " << this->department << "\n";
    cout << "name = " << this->name << "\n";
 }


void Worker::ShowDataPointer(Worker *a){
    cout << "no = " << a->num << "\n";
    cout << "salary = " << a->salary << "\n";
    cout << "department = " << a->department << "\n";
}

Worker* Worker::inputdata(){
    Worker obj;
    obj.num = no;
    obj.salary=100;
    strcpy(obj.department, "inputdata");
    strcpy(obj.name, "name_inputdata");
    no++;
    cout << "this is inputdata" << "\n";
    obj.ShowData();
    cout << "this is end of inputdata" << "\n";
   // return &obj;  関数を抜けるとき、アドレスが解法されるので下記のように行う必要がある。
    return &obj;
}

int main(void){
  Worker w[3];
  Worker w1;
  Worker* w2;
  Worker* someone[3];
  
  for(int i=0 ; i<3 ;i++){
      w[i].salary = 100;
      strcpy(w[i].department, "E");
      strcpy(w[i].name, "Takayuki");
      someone[i] = &w[i];
      cout << "salary = " << someone[i]->salary << "\n";
}
  
   w2 = w1.inputdata();  //w1は関数を抜けたとき、削除される。
   cout << "w1 ===== " << &w1 << "\n";
   cout << "---------w1.ShowDataPointer();------------" << "\n";
   w1.ShowDataPointer(w2);
  
  cout << "---------w2.ShowData();------------" << "\n";
  w2->ShowData();
  cout << "---------------------" << "\n";
  w1.ShowData();
  w[0].ShowData();
  cout << "---------------------" << "\n";
  w[1].ShowData();
  cout << "---------------------" << "\n";
  w[0].ShowDataPointer(&w[0]);
}

###補足情報(言語/FW/ツール等のバージョンなど)

Answer 1

たまたまです。
おそらく、関数から出た後、そのデータを使用するまでに、同じアドレスが他の用途で
使われていないのでしょう。
obj自体を返したらどうですか？

Comments

[Chironian]

私もobjへのポインタではなくobj自体を返すことに一票入れます。

関数側で獲得したメモリを呼び出し元へ返却することってC++にとっての頭の痛い問題です。
obj自体を返却するとコピーされそうですが、最近のコンパイラは原則としてコピーせずに移動してくれるらしいです。
↓C++11ではそのように規定されたとか。
http://d.hatena.ne.jp/joynote/20110822/1314012953

[saito.kaz]

新しい情報ありがとうございます。

参考になります。

Answer 2

nob.さんが書かれているように、たまたま解放後もまだ使用されていなかったため「動いてしまった」と考えてください。
加えて、このinputdata()関数は危険な関数であることを理解しておく必要があると思います。今回のように「たまたま」動作することもありますが、リリースしたあとで原因不明の不正終了に悩まされる可能性があります。

オブジェクトのポインタを返す関数を作るのであれば、呼び出し側で利用している間はそのポインタが指すオブジェクトが生存し続けることを保証するような作りにするべきです。

Worker* Worker::inputdata() {
    Worker* obj = new Worker();
    obj->num = no;
    obj->salary = 100;
    strcpy(obj->department, "inputdata");
    strcpy(obj->name, "name_inputdata");
    no++;
    cout << "this is inputdata" << "\n";
    obj->ShowData();
    cout << "this is end of inputdata" << "\n";
    return obj;
}

int main(void) {
    Worker w1;
    Worker* w2;
    // (略)
    :
    :
    w2 = w1.inputdata();
    :
    :
    delete w2;   // ここで開放
}

Comments

[saito.kaz]

とても勉強になります。
ありがとうございます。

Answer 3

アドレスを開放してもデータが削除されるわけではありません。
アドレスが解放されるとOSに対して別の用途に使っていいメモリ領域として通知されるので
OSにメモリ使用のリクエストが渡されたときに別用途で使われる可能性があります。

今回はアドレス開放してすぐ参照しているので
データがそのまま残っていて問題なく参照できていますが
たとえば以下のコードのようにしたときに
w[0]->ShowData();は最初に作ったデータではなく
もっとずっと後に作ったデータになったりします。

Worker *w[10000];
for(int i = 0; i < 10000; i++){
       w[i] = w1.inputdata();
}
w[0]->ShowData();

※メモリの再利用がされたときにメモリに乗るデータがWorkerクラスのデータでなかったり
Workerクラスのデータでもデータの開始アドレスがずれると全く意味不明のデータになったりします。

Comments

[saito.kaz]

ありがとうございます。
参考になります。