預(yù)備知識：內(nèi)存的分類

C/C++程序占用的內(nèi)存分為兩大類：靜態(tài)存儲區(qū)與動態(tài)存儲區(qū)。其示意圖如下所示：

數(shù)據(jù)保存在靜態(tài)存儲區(qū)與動態(tài)存儲區(qū)的區(qū)別就是：靜態(tài)存儲區(qū)在編譯-鏈接階段已經(jīng)確定了，程序運行過程中不會變化，只有當(dāng)程序退出的時候，靜態(tài)存儲區(qū)的內(nèi)存才會被系統(tǒng)回收。動態(tài)存儲區(qū)是在程序運行過程中動態(tài)分配的。

在其它地方我們還可以看到內(nèi)存分配還有其他分類，那些都是細分的分類，比如文字常量區(qū)、全局數(shù)據(jù)區(qū)等，都歸為靜態(tài)存儲區(qū)這一個大類。

關(guān)于內(nèi)存的分類這里只是大致說一下，關(guān)于內(nèi)存更詳細的內(nèi)容可查看往期筆記：【C語言筆記】內(nèi)存總結(jié)

例子：return返回指向棧內(nèi)存指針

先看一個return返回指向棧內(nèi)存指針的例子：

#include?<stdio.h>char?*GetStr(void) {char?p[]?=?"Hello";?/*?保存在棧中?*/return?p; }int?main(void)? {char?*str?=?NULL;str?=?GetStr();printf("%s\n",?str);return?0; }

程序編譯、運行的結(jié)果如下：

可以看到，編譯出現(xiàn)警告：

warning: function returns address of local variable

運行結(jié)果并不是我們期望的輸出字符串Hello。

那是因為GetStr函數(shù)返回指向棧內(nèi)存的指針，這里的變量p是局部變量，而局部變量是分配在棧上的。即Hello保存在棧內(nèi)存上，棧內(nèi)存在函數(shù)調(diào)用結(jié)束時會自動銷毀，因此此時的p里的內(nèi)容是未知的，所以結(jié)果無輸出。

下面我們把GetStr函數(shù)修改為：

char?*GetStr(void) {char?*p?=?"Hello";??/*?p在棧上，Hello在靜態(tài)區(qū)（常量區(qū)）?*/return?p; }

此時編譯運行的結(jié)果是怎樣的呢？結(jié)果為：

可以看到能正常輸出。為什么這里又可以正常輸出呢？因為這里的p雖然分配在棧上，但是此時的Hello是一個字符串常量，其存儲在靜態(tài)存儲區(qū)。在調(diào)用GetStr函數(shù)結(jié)束時其也不會被銷毀。

這里可能有些人會有疑惑，同樣是Hello，為什么一個在棧上，一個在靜態(tài)區(qū)。

char?*p?=?"Hello";

此處首先定義了一個指針變量p，編譯器就會為指針變量開辟了棧空間。而此時并沒有空間來存放Hello，所以Hello只能存儲在靜態(tài)區(qū)。

char?p[]?=?"Hello";

此處首先定義一個數(shù)組p，因為未給出數(shù)組大小，所以此時數(shù)組大小未確定。然后把Hello保存在這個數(shù)組里，編譯器就會為數(shù)組p開閉足夠的棧空間來存儲Hello。

相關(guān)筆記：char *str與char str[]的區(qū)別

其它替代方法

從上面的例子我們知道，若函數(shù)返回指向棧內(nèi)存的指針，所得到的結(jié)果并不是我們想要的。除了上面的方法之外，這里還有如下幾種解決方法：

1、把p定義為全局變量，因為全局變量存儲在靜態(tài)存儲區(qū)，程序結(jié)束才會釋放。但是這樣會導(dǎo)致函數(shù)是不可重入的。關(guān)于函數(shù)的重入與不可重入可查看往期筆記：什么是可重入函數(shù)？

2、在GetStr函數(shù)中使用malloc申請動態(tài)內(nèi)存，但使用完一定要記得使用free進行釋放，否則會導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。示例代碼如下：

#include?<stdio.h> #include?<stdlib.h> #include?<string.h>char?*GetStr(void) {char?*p?=?(char*)malloc(64*sizeof(char));strcpy(p,?"Hello");return?p; }int?main(void)? {char?*str?=?NULL;str?=?GetStr();printf("%s\n",?str);free(str);??/*?釋放str指向的堆內(nèi)存?*/return?0; }

3、可以將變量p聲明為static靜態(tài)變量。但這也會導(dǎo)致函數(shù)是不可重入的。示例代碼如下：

char?*GetStr(void) {static?char?p[]?=?"Hello";return?p; }

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的C语言，函数不可返回指向栈内存的指针的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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