字符串常量存储

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内存区域

局部变量、静态局部变量、全局变量、全局静态变量、字符串常量以及动态申请的内存区

  1. 局部变量存储在栈中
  2. 全局变量、静态变量(全局和局部静态变量)存储在静态存储区
  3. new申请的内存是在堆中
  4. 字符串常量也是存储在静态存储区
  • 中的变量内存会随着定义所在区间的结束自动释放;而对于堆,需要手动free,否则它就一直存在,直到程序结束;
  • 对于静态存储区,其中的变量常量在程序运行期间会一直存在,不会释放,且变量常量在其中只有一份拷贝,不会出现相同的变量和常量的不同拷贝。
  • 常量必须是确定的,不能运行时申请,在编译的时候就申请好了

字符串常量

char *c="hello world";

书上说:"hello world"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。c为一个字符型指针,若为局部变量,则存储在栈内,该指针变量里面存了个地址,该地址为字符串中第一个字母h的地址。

当使用printf()输出时,格式化时选择%s,会输出hello world,这是printf()遇到结尾符号'\0'即停止显示打印。

字符串"hello world"是个常量,存储在一片连续的内存中,末尾有结尾符表示字符串的结束。
那一般的int i=1;
所有的字符串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

char str1[] = "abcd";
char str2[] = "abcd";

const char str3[] = "abcd";
const char str4[] = "abcd";

const char *str5 = "abcd";
const char *str6 = "abcd";

char *str7 = "abcd";
char *str8 = "abcd";


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;字符数组作为局部变量被存储在栈区;
而str5,str6,str7,str8是指针,它们指向相同的常量区域。"abcd"被存储在静态数据区,而且是全局的,

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,
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:
static 主要是为了限定范围用的。

#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;
}

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。

另外还有个实验:

#include <stdio.h>  
#include <stdlib.h>  
#include <math.h>  

int main() 
{ 
 
    char *b; 
    char *c; 
    char a[]="hello world"; 
    
    b="hello world"; 
    c="hello world"; 
    printf("%d,%d,%d,%d\n",b,a,c,&("hello world")); 

    return 0;
} 

实验结果为:

4282272,1244988,4282272,4282272

对了,字符常量'a'
sizeof('a')=1,即字符‘a’在内存中占用一个字节Byte。

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