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C/C++面试笔试中经典的字符串常量内存问题

2014-05-27 17:52 369 查看
C/C++中经常考得一类问题就是各种变量常量在内存中是如何存储的?想必大家都遇到过很多这种题目。我在面试华为的时候碰到过一个问题,如下所示:

char *getStr()

{

    char *str = "abcdefg";

    return str;

}

int main()

{

    char *str1 = getStr();

    cout << str1 << endl;

    return 0;

}

运行程序,没有任何问题,打印的结果是"abcdefg",但是我回答错了,我当时以为str只是函数的一个局部变量,函数getStr的作用仅仅是将str指针的值拷贝到了str1,但是str1指向的内容被销毁了,所以我当时以为打印的结果是“”或者不能打印。后来回来查资料,理解了字符串常量的存储方式,才知道其中的原因。

1、C中内存分为四个区

栈:用来存放函数的形参和函数内的局部变量。由编译器分配空间,在函数执行完后由编译器自动释放。 

堆:用来存放由动态分配函数(如malloc)分配的空间。是由程序员自己手动分配的,并且必须由程序员使用free释放。如果忘记用free释放,会导致所分配的空间一直占着不放,导致内存泄露。 

全局静态区:用来存放全局变量和静态变量。存在于程序的整个运行期间,是由编译器分配和释放的。 

文字常量静态区:例如char *c = “123456”;则”123456”为文字常量,存放于文字常量区。也由编译器控制分配和释放。 (类似于全局静态区)

程序代码区:用来存放程序的二进制代码

所以字符串常量,比如程序中出现的一个诸如“dsdsds”的字符串常量,编译器在编译的时候都会在静态区开辟一段内存来储存它。char *str = "abcdefg"的作用就是将此段内存的首地址赋值给str,然后return str又将此地址拷贝给str1。函数结束调用之后,由于字符串存在静态区,并不属于函数栈内存,所以不会释放,打印的时候这段内存是可用的,只有程序停止运行,静态区的内存才会被释放。

2、来看线面一段代码

char *getStr()

{

    char str[] = "abcdefg";

    return str;

}

int main()

{

    char *str1 = getStr();

    cout << str1 << endl;

    return 0;

}

运行结果打印的是一段乱码。这里是因为char str[] 声明一个数组,数组的内存是属于栈内存,char str[] = "abcdefg"这句话的结果是将静态区的“abcdefg”拷贝到栈内存中,也就是这个时候内存中有两块区域存储“abcdefg”,一个是属于栈内存,一个属于静态区。函数调用完之后,return str将栈内存的首地址赋值给str1,但是这个时候的栈内存已经被释放了,也就是str1指向的是一块实际“不存在”的内存,所以后面会打印乱码,内存中确实存在“abcdefg”,但是它并没有被str1指针所指。

3.有了上面的分析,所以可以将str设置为静态变量,来解决问题

char *getStr()

{

    static char str[] = "abcdefg";

    return str;

}

int main()

{

    char *str1 = getStr();

    cout << str1 << endl;

    return 0;

}

这时候str的内存不属于栈内存,二是全局静态区内存,函数调用之后还存在,所以可以解决问题。
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