函数的返回类型为指针类型时的若干思考（字符串常量问题）

By zieckey (http://blog.chinaunix.net/u/16292/index.html)

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;
    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;
    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。这是与前着最本质的区别，
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：

#include <stdio.h>
char *returnStr()
{
    static char p[]="hello world!";
    return p;
}
int main()
{
    char *str;
    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;
}


运行输出结果：

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。

具体可以参考下面的几篇博文：
http://blog.chinaunix.net/u/16292/showart_661593.html
http://blog.chinaunix.net/u/16292/showart_664550.html
http://blog.chinaunix.net/u/16292/showart_665487.html