C++内存分配及字符串赋值

本文介绍在Ubuntu12.10，g++环境下C++内存分配问题。并由此解释在用g++编译时，字符串常量赋值给字符指针类型时提示“warning：deprecated
conversion from string constant to 'char *'”警告的原因。

一、C++内存分配

C++编译器将应用程序的内存空间分成四个部分，从内存低地址开始依次为：代码和常量区（用于存储只读的代码数据和常量值）、全局变量和静态变量区（用于存储全局变量和静态变量）、堆区（用于保存new、malloc申请的内存）、栈区（用于保存函数返回地址、局部变量等）。
我们将用如下代码来测试我们的假设：

#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <malloc.h>

using namespace std;

int quanju;/*全局变量，全局区/静态区（static）*/
void fun(int f_jubu); /*代码区*/
int main(void)
{
int m_jubu;/*栈区（stack）*/
static int m_jingtai;/*静态变量，全局区/静态区（static）*/
const int conInt = 5;/*main中的局部变量，位于栈区，被const修饰，变量值不可变*/
static const int sconInt = 6;/*常量，位于常量区*/
char *m_zifum,*m_zifuc = "hello";/*指针本身位于栈。指向字符串"hello"，位于代码区/常量区*/
char* zifuc_hw = "hello world";/*字符串"hello world"，位于常量区*/

/*正确的赋值方式*/
char *zif = (char*)malloc(sizeof(char) * 6);
strcpy(zif, "hello");
cout<<zif<<endl;
cout<<m_zifuc<<endl;

void (*pfun)(int); /*栈区（stack）*/
int (*pmain)(void);
pfun=&fun;
pmain = &main;
m_zifum = (char *)malloc(sizeof(char)*10);/*指针内容指向分配空间，位于堆区（heap）*/
pfun(1);
cout<<"全局变量		:"<<&quanju<<endl;
cout<<"main静态变量		:"<<&m_jingtai<<endl;
cout<<"main字符串常量（hello）	:"<<(void*)m_zifuc<<endl;
cout<<"main字符串常量（h w）	:"<<(void*)zifuc_hw<<endl;
cout<<"main局部变量（const修饰）:"<<&conInt<<endl;
cout<<"main静态整型常量	:"<<&sconInt<<endl;
cout<<"fun函数代码地址		:"<<(void*)pfun<<endl;
cout<<"main函数代码地址	:"<<(void*)pmain<<endl;
cout<<"main字符串（堆分配）	:"<<(void*)m_zifum<<endl;
cout<<"main函数函数指针变量	:"<<&pfun<<endl;
cout<<"main局部变量		:"<<&m_jubu<<endl;
cout<<"main局部变量		:"<<&m_zifuc<<endl;
cout<<"main局部变量		:"<<&m_zifum<<endl;
return 0;
}
void fun(int f_jubu)
{
static int f_jingtai;
char* f_zifuc = "hello";
cout<<"fun静态变量		:"<<&f_jingtai<<endl;/*静态变量，位于静态区*/
cout<<"fun字符串常量（hello）	:"<<(void*)f_zifuc<<endl;/*常量，位于常量区，同main中的“hello”地址相同*/
cout<<"fun形参变量		:"<<&f_jubu<<endl;/*栈区（stack）,但是与主函数中m_jubu位于不同的栈*/
cout<<"fun局部变量		:"<<&f_zifuc<<endl;
}

实验结果：

hello

fun字符串常量（hello）
: 0x8048c58

main字符串常量（hello）
: 0x8048c58
main字符串常量（hw）
: 0x8048c5e
main静态整型常量
: 0x8048e64
main函数代码地址
: 0x80487dc
fun函数代码地址
: 0x8048a73
fun静态变量
: 0x804a0f8
main静态变量
: 0x804a0fc
全局变量
: 0x804a0f0
main字符串（堆分配）
: 0x9ed0008
fun形参变量
: 0xbfe0e8b0
fun局部变量
: 0xbfe0e89c
main函数函数指针变量
: 0xbfe0e8d4
main局部变量
: 0xbfe0e8c8
main局部变量
: 0xbfe0e8d0
main局部变量
: 0xbfe0e8cc
main局部变量（const修饰）
:0xbfe879d8

二、堆区和栈区的比较

两个区的主要区别在于以下几个方面：

1、管理方式不同；
2、空间大小不同；
3、能否产生碎片不同；
4、生长方向不同；
5、分配方式不同；
6、分配效率不同；

栈是一块连续的内存空间，具有后进先出的特点因此不存在内存碎片，而且计算机底层直接提供支持，分配效率高。无需程序员管理，编译器会自动申请和释放。
堆的管理方式一般是采用链表管理可用的内存块，当用户申请一块内存时，系统从可用内存块中查找一块满足要求的内存空间分配给用户使用；用户释放内存后，系统将其回收。因此堆的内存管理需要由程序员来进行，分配效率不如栈。

三、字符串赋值给指针变量的告警

在用g++作编译器时，将字符串常量赋值给指针变量将得到“warning：deprecated
conversion from string constant to 'char *'”的警告。例如：char*ptrSt
= “hello”;
这是因为将字符指针变量ptrSt指向一个位于常量区的字符串常量“hello”。如果在运行时修改ptrSt指向内存的值，例如：ptrSt[0]=
'j'，将会抛出异常，在linux的g++下，抛出了“Segmentation
fault”的异常。

因此我们在将一个字符串常量赋值给字符指针变量时，应该将该变量限定为const型，即const
char*。如果需要在代码中修改字符指针指向的变量的值，应该采用如下两种方式：

chars[] = “hello”;
char*ptrSt = s;

或者

char*ptrSt = (char*)malloc(sizeof(char) * 6);
strcpy(ptrSt,“hello”);

Reference

1.C++内存分配方式详解——堆、栈、自由存储区、全局/静态存储区和常量存储区
2.C/C++编程：结合内存分布图分析内存问题
3.关于程序设计的内存分配问题
4.关于函数字符数组调用的问题（没有搞清指针的概念）