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对栈,堆,静态区的认识和总结!

2016-01-26 16:39 309 查看
对栈,堆,静态区的认识和总结!

先看一段代码:

char *FuncC()
{
char* a="hello word";
return a;
}
char *FuncB()
{
char a[]="hello word";
return a;
}
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
char *b,*c;
c = FuncC();
b = FuncB();
char a[100];
::memset(a,NULL,100);
strcpy(a,c);
std::cout<<"A="<<a <<" B="<<b<<"  C ="<<c<<endl;
getchar();
return 0;
}


A=hello word B=p_/*(操作未知)*/ C=hello word;//我也认为C结果也是未定义的,但是不管怎么操作,结果都对啊

唯一不同的是 FuncB中,返回的是局部指针数组的头指针,FuncC中返回的是局部指针的副本。他们都在编译时候确定大小,分配空间,他们都指向的是字符串常量。为啥FuncB失败。FuncC就成功呢。

还是,还是说,结果未知,即使输出正确,。。

回答:

一:不知道对栈,堆,静态区了解多少,

FuncC中,char* a="hello word";

a并没有分配空间,而是"hello word"这个串放在了静态区(和全局变量一个级别),放在栈中的只是指针a(4个字节的指针),函数返回后,销毁的也只是a,静态区的串是不会销毁的

c = FuncC();

虽然a被销毁了,但c接收了返回值,依然指向静态区的串"hello word"

所以是没有问题的

相反的FuncB()中

char a[]="hello word";

整个串都是放在栈中的,函数返回时被销毁了,结果未知。

二:FuncA的做法返回的是一个指针,这个指针指向的是静态数据区,函数返回时得到这个指针的拷贝,其指向的位置仍是静态数据区里"hello word"的入口。

FuncB的做法相当于在函数的栈内申请了一个数据区存放这个数据,a[]="hello word"; 存在一个数据拷贝的操作,是将静态数据区内的数据拷贝到栈数据区内,当函数退出后,如果系统只是简单地将栈顶指针回退,那可能a指向的数据仍然是"hello word",如果系统在函数退出时是先把栈的数据都抹掉再回退栈顶指针,那a指向的数据就是未知的了。

可以看到 char a[] = "sdaf" 和 char *a = "sdaf" 虽然表面上看差不多,其实机制是不一样的,差异就在"sdaf"这个字符串储存的方式不一样

下面在看一段“关于静态存储区域、栈、堆”的介绍

有关动态对象创建:一般来说,编译器将内存分为三部分:静态存储区域、栈、堆。静态存储区主要保存 全局变量和静态变量,栈存储调用函数相关的变量、地址等,堆存储动态生成的变量,在c中是指由malloc,free运算产生释放的存储空间,在c++中 就是指new和delete运算符作用的存储区域。

1、 静态存储分配

指在编译时对数据对象分配固定的存储位置,运行时始终不变。即一旦存储空间的某个位置分配给了某个数据名,则在目标程序的整个运行过程中,此位置(地址)就属于该数据名。

由静态存储分配产生的数据区称为静态数据区。

静态存储分配适用于不允许递归过程或递归调用,不允许可变体积的数据结构的语言

静态存储分配的特点:简单、易于实现

例:FORTRAN语言,它所有的数据都属于这一类。

2、 动态存储分配

指在运行阶段动态地为源程序中的数据对象分配存储位置

实行动态存储分配的语言的特点:

允许递归过程

允许可变数据结构(可变数组或记录等)

允许用户自由申请和释放空间

这种程序在编译时无法确定运行时所需数据空间的大小,需待程序运行时动态确定

有两种动态存储分配方式:栈式(stack)、堆式(heap)。

3、 栈式动态存储分配

在数据空间中开辟一个栈区,每当调用一个过程时,它所需要的数据空间就分配在栈顶,每当过程工作结束时就释放这部分空间。空间的使用符合先借后还的原则。

特点:先借后还,管理简单,空间使用效率高

栈式动态存储分配适合于PASCAL、C等典型过程式语言。

4、 堆式动态存储分配

在数据空间中开辟一片连续的存储区(通常叫做堆),每当需要时就从这片空间借用一块,不用时再退还。借用与归还未必服从“先借后还”的原则。

堆式动态存储分配适合于用户可以自由申请和归还数据空间的语言,如C++。

特点:适用范围广,容易出现碎片。

如何充分利用空间是个难题。

本文来自CSDN博客,转载请标明出处:http://blog.csdn.net/shiwei0124/archive/2009/11/26/4877546.aspx

文章来源 http://hi.baidu.com/%D0%C7%BB%F0%D3%C4%C0%B6/blog/item/410174384e529ffbb211c71c.html

常量字符串为什么位于静态存储区?

char *c="chenxi";

书上说: "chenxi"这个字符串被当作常量而且被放置在此程序的内存静态区。

那一般的int i=1;

1也是常量,为什么1就不被放置在此程序的内存静态区了呢?

请高手指点!

所有的字符窜常量都被放在静态内存区

因为字符串常量很少需要修改,放在静态内存区会提高效率

例:

char str1[] = "abc";

char str2[] = "abc";

const char str3[] = "abc";

const char str4[] = "abc";

const char *str5 = "abc";

const char *str6 = "abc";

char *str7 = "abc";

char *str8 = "abc";

cout << ( str1 == str2 ) << endl;

cout << ( str3 == str4 ) << endl;

cout << ( str5 == str6 ) << endl;

cout << ( str7 == str8 ) << endl;

结果是:0 0 1 1

str1,str2,str3,str4是数组变量,它们有各自的内存空间;

而str5,str6,str7,str8是指针,它们指向相同的常量区域。

问题的引入:

看看下面的程序的输出:

#include <stdio.h>

char *returnStr()

{

char *p="hello world!";

return p;

}

int main()

{

char *str=NULL;//一定要初始化,好习惯

str=returnStr();

printf("%s/n", str);

return 0;

}

这个没有任何问题,因为"hello world!"是一个字符串常量,存放在静态数据区,

把该字符串常量存放的静态数据区的首地址赋值给了指针,

所以returnStr函数退出时,该该字符串常量所在内存不会被回收,故能够通过指针顺利无误的访问。

但是,下面的就有问题:

#include <stdio.h>

char *returnStr()

{

char p[]="hello world!";

return p;

}

int main()

{

char *str=NULL;//一定要初始化,好习惯

str=returnStr();

printf("%s/n", str);

return 0;

}

"hello world!"是一个字符串常量,存放在静态数据区,没错,

但是把一个字符串常量赋值给了一个局部变量(char []型数组),该局部变量存放在栈中,

这样就有两块内容一样的内存,也就是说“
char p[]="hello
world!";
”这条语句让“hello world!”这个字符串在内存中有两份拷贝,一份在动态分配的栈中,另一份在静态存储区。这是与前者最本质的区别,

当returnStr函数退出时,栈要清空,局部变量的内存也被清空了,

所以这时的函数返回的是一个已被释放的内存地址,所以打印出来的是乱码。

如果函数的返回值非要是一个局部变量的地址,那么该局部变量一定要申明为static类型。如下:

#include <stdio.h>

char *returnStr()

{

static char p[]="hello world!";

return p;

}

int main()

{

char *str=NULL;

str=returnStr();

printf("%s/n", str);

return 0;

}

这个问题可以通过下面的一个例子来更好的说明:

#include <stdio.h>

//返回的是局部变量的地址,该地址位于动态数据区,栈里

char *s1()

{

char* p1 = "qqq";//为了测试‘
char p[]="Hello world!"
’中的字符串在静态存储区是否也有一份拷贝

char p[]="Hello world!";

char* p2 = "w";
//为了测试‘
char p[]="Hello world!"
’中的字符串在静态存储区是否也有一份拷贝


printf("in s1 p=%p/n", p);

printf("in s1 p1=%p/n", p1);

printf("in s1: string's address: %p/n", &("Hello world!"));

printf("in s1 p2=%p/n", p2);

return p;

}

//返回的是字符串常量的地址,该地址位于静态数据区

char *s2()

{

char *q="Hello world!";

printf("in s2 q=%p/n", q);

printf("in s2: string's address: %p/n", &("Hello
world!"));

return q;

}

//返回的是静态局部变量的地址,该地址位于静态数据区

char *s3()

{

static char r[]="Hello
world!";

printf("in s3 r=%p/n", r);

printf("in s3: string's address: %p/n", &("Hello
world!"));

return r;

}

int main()

{

char *t1, *t2, *t3;

t1=s1();

t2=s2();

t3=s3();

printf("in main:");

printf("p=%p, q=%p, r=%p/n", t1, t2, t3);

printf("%s/n", t1);

printf("%s/n", t2);

printf("%s/n", t3);

return 0;

}

运行输出结果:

in s1 p=0013FF0C

in s1 p1=00431084

in s1: string's address: 00431074

in s1 p2=00431070

in s2 q=00431074

in s2: string's address: 00431074

in s3 r=00434DC0

in s3: string's address: 00431074

in main:p=0013FF0C, q=00431074, r=00434DC0

$

Hello world!

Hello world!

这个结果正好应证了上面解释,同时,还可是得出一个结论:

字符串常量,之所以称之为常量,因为它可一看作是一个没有命名的字符串且为常量,存放在静态数据区。

这里说的静态数据区,是相对于堆、栈等动态数据区而言的。

静态数据区存放的是全局变量和静态变量,从这一点上来说,字符串常量又可以称之为一个无名的静态变量,

因为"Hello world!"这个字符串在函数 s1和s2 中都引用了,但在内存中却只有一份拷贝,这与静态变量性质相当神似。
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