高级C内存分配

Question

因此，我继续了解C，并且我有一个有趣的问题。 如果我没有把错误的东西放在堆上，我必须使用malloc等。 但char * str呢？ 在什么内存段将str位于？ 我读过它会放在.bss段（这就是为什么你不能在C中改变字符串）。它是否正确？或者将它放在堆栈上？

如果是的话，为什么程序结束时不需要释放这些内存？ 也在每个函数的内存段代码中？换句话说，指向函数的指针将指向哪个段？ 感谢您的帮助！ 只是想更好地理解C中的内存管理。

Answer 1

如果你把一个定义char *str;放在一个函数中，那么它是一个类型为“pointer-to-char”的自动变量。

它位于堆栈上，当函数返回时（编译器通过发送代码以根据需要移动堆栈指针来处理此堆栈），该堆栈的一部分将变为未使用。从理论上讲，堆栈的存在纯粹是一个实现细节，实际上C总是有一个调用堆栈，几乎所有的实现都或多或少地以相同的方式进行管理，而实际上它是管理的，自动变量存储的内存是可能被称为“堆栈”。

如果你把一个定义char *str;放在任何函数之外，那么它是一个具有静态存储持续时间的全局变量。

它存储在一个可读写的数据段中，当程序退出时可能未被使用（可能操作系统会为您处理，尽管它原则上可能是编译器发出的代码）。由于它是零初始化的（并且假设所有位为0的空指针所代表的体系结构）是，它可以进入bss段，这是专门用于具有静态存储持续时间的零初始化读写对象的。同样，静态持续时间对象的存储细节取决于实现，但再一次，这是它通常完成的方式。

这与字符串文字不可修改有关，因为您尚未定义字符串（更不用说使用字符串字面量了）。你已经定义了一个指针，它可以指向一个字符串，但是还没有这样做。

Answer 2

如果你只是说char * str数组的内存将不会被分配，只有指针本身的内存。你需要手动分配内存给字符串，可能在堆上，也可能手动释放它。

“你不能更改C中的字符串”是错误的。您不能更改字符串常量，并且字符串常量的分配类似.rodata（只读部分）。与其他代码一样，函数代码的位置类似.text。

Answer 3

在C中，所有局部变量将被放入堆栈。变量str是一个字符指针。它包含一个内存地址。在堆栈上将只有这个指针str。

char * str; 

这种具有指针（上32/64位4或8个字节）堆栈上的大小分配内存。

str = malloc(1024); 

malloc分配在堆上 1024个字节并返回一个指针，该存储器区域的第一个字节。该指针保存在位于堆栈上的str中。

当函数（其中str是局部变量）返回时，您的变量str将被释放。内存区域str指向的内存区域不会自动释放。您需要使用free(str)手动执行此操作。

字符串可以修改！但不是常量字面值：

char string[4] = "foo"; 
string[0] = 'F'; //will work 

char * stringconst = "foo"; 
stringconst[0] = 'F'; // this will segfault 

上述不会工作，因为“foo”将被放置（只希望）在readonly内存区域。

Answer 4

我认为你已经混淆了指针和它们指向的内容。借此：如果多数民众赞成在文件范围内声明的

char *str = "Hello"; 

，然后str是静态分配的指针。它指向的字符串是完全独立的。你可以有str指向任何东西。

如果它在函数中声明，那么str是分配在堆栈上的指针。再次，文字是分开的。

事实上，如果你有以下两行：

char *str1 = "Hello"; 
char *str2 = "Hello"; 

的编译器就可以让每个指向内存中的同一地址。

无论指针如何，字符串文字都是静态分配的，并且它（通常）放置在初始化的只读数据段中。

还要记住，堆栈，堆栈和段的所有概念都与实现完全相关，而不是语言。

Answer 5

我在阅读类似问题的答案时发现了两条链接。这些可能会帮助你更好地理解这个问题。

Memory Layout of C Programs和Storage for Strings in C

Answer 6

在C中，我们可以通过字符数组或字符指针指任一字符串。

情况1：如果字符串被称为字符数组：

char[] = "storage of strings"; 

如果上述声明是GLOBAL那么这被存储在数据段否则这将被存储在堆栈段。

案例2：如果字符串被字符指针引用，并且在运行时分配内存（即使用malloc，calloc）。

char *str = (char *)malloc(sizeof(char)*size); 

在这种情况下，存储器是从HEAP段中分配的。

案例3：如果通过字符指针引用字符串并将字符串值直接赋值给字符指针。

char *str = "storage of strings" 

在这种情况下，这将被存储在DATA segment.It是像字符串文字被分配在数据段和这个字符串是分配给str变量的地址的存储器。

PS：每个在运行时分配的内存（HEAP段）都需要在程序本身中释放。所以如果你使用malloc，calloc或任何在运行时分配内存的函数，你需要使用free（）。