对栈，堆，静态区的认识和总结！

绝地灬酷狼 2022-08-20 02:29 38阅读 0赞

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。

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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：

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：

"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：

这个问题可以通过下面的一个例子来更好的说明：

<table style="color:rgb(51,51,51); font-family:Arial; font-size:14px; line-height:26px; width:671px; border-collapse:collapse"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> <code>#include&nbsp;&lt;stdio.h&gt; //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‘</code><code>char p[]="Hello world!"</code><code>’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";</code><code>//为了测试‘</code><code>char p[]="Hello world!"</code><code>’中的字符串在静态存储区是否也有一份拷贝</code> <code>printf("in s1 p=%p/n", p); printf("in s1 p1=%p/n", p1); printf("in s1: string's address: %p/n", &amp;("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&nbsp;*s2() { char&nbsp;*q="Hello world!"; printf("in s2 q=%p/n",&nbsp;q); printf("in s2: string's address: %p/n",&nbsp;&amp;("Hello world!")); return&nbsp;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&nbsp;*s3() { static&nbsp;char&nbsp;r[]="Hello world!"; printf("in s3 r=%p/n",&nbsp;r); printf("in s3: string's address: %p/n",&nbsp;&amp;("Hello world!")); return&nbsp;r; } int&nbsp;main() { char&nbsp;*t1,&nbsp;*t2,&nbsp;*t3; t1=s1(); t2=s2(); t3=s3(); printf("in main:"); printf("p=%p, q=%p, r=%p/n",&nbsp;t1,&nbsp;t2,&nbsp;t3); printf("%s/n",&nbsp;t1); printf("%s/n",&nbsp;t2); printf("%s/n",&nbsp;t3); return&nbsp;0; } </code> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

运行输出结果：

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。

[http_blog.csdn.net_shiwei0124_archive_2009_11_26_4877546.aspx]: http://blog.csdn.net/shiwei0124/archive/2009/11/26/4877546.aspx
[http_hi.baidu.com_D0_C7_BB_F0_D3_C4_C0_B6_blog_item_410174384e529ffbb211c71c.html]: http://hi.baidu.com/%D0%C7%BB%F0%D3%C4%C0%B6/blog/item/410174384e529ffbb211c71c.html