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分类: C/C++

2010-10-13 14:09:12

char a[]在运行时赋值,值会从静态区赋值到函数的栈中,对它进行修改不会产生任何问题。char *a在编译时就确定了,a指向静态区中的值,没有赋值到函数栈中, 因此对指针的内容进行修改会产生错误。

 

和许多文章一样, 还是先来了解一下 一个由 C / C++ 编译的程序占用的内存分为以下几个部分: 
1、栈区(stack)— 由编译器自动分配释放 ,存放函数的参数值,局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。
2、堆区(heap) — 一般由程序员分配释放, 若程序员不释放,程序结束时可能由 OS 回收。注意它与数据结构中的堆是两回事,分配方式倒是类似于链表。
3、全局区(静态区)(static)—,全局变量和静态变量的存储是放在一块的,初始化的全局变量和静态变量在一块区域,未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。 - 程序结束后由系统释放 。
4、文字常量区 —常量字符串就是放在这里的。 程序结束后由系统释放
5、程序代码区—存放函数体的二进制代码。

然后看两个例子:


int main(void)
{
    char buf[] "good morning.";
    char *p;
    
    strchr(buf, 'd');
    
    *p 'h';     // 此处赋值不会有问题.
    
    printf("%s", p);
    return 0;
}




int main(void)
{
    char *buf "good morning.";
    char *p;
    
    strchr(buf, 'd');
    
    *p 'h';   // 此处似乎不可以进行赋值.
    
    printf("%s", p);
    return 0;
}

 

为什么代码1的运行就不会出现任何问题, 而代码2的运行就会造成系统崩溃呢?

(1) 可以肯定的是不论是代码1 还是代码2, "good morning." 都是存放在文字常量区中的。文字常量区是一个静态存储区, 对它进行修改是不允许的。

(2) 代码1 和代码2 中 buf 都是存放在函数的栈中。

(3) 代码1 在运行时会将静态区中的 “good morning." 复制一份到函数的栈中, 而 buf 指向的是栈内的地址,因此对它进行修改不会产生任何问题。 但是代码2 不会将静态区中的 "good morning." 复制到栈中,因此对指针的内容进行修改会产生错误。

(4) 事实上脱离编译器而谈论这个问题是没有意义的, 因为一些编译器可能是采用以上的方式进行编译,而另外一些采用其他的方式,可能代码1和代码2都产生错误, 也可能都没有运行错误。

 

 

 

 

 

char*c=\"abc\"和charc[]=\"abc\",前者改变其内
容程序是会崩溃的,而后者完全正确。
程序演示:
测试环境Devc++
代码
#include
usingnamespacestd;
main()
{
char*c1=\"abc\";
charc2[]=\"abc\";
char*c3=(char*)malloc(3);
c3=\"abc\";
printf(\"%d%d%s\\n\",&c1,c1,c1);
printf(\"%d%d%s\\n\",&c2,c2,c2);
printf(\"%d%d%s\\n\",&c3,c3,c3);
getchar();
}
运行结果
22936284199056abc
22936242293624abc
22936204199056abc
参考资料:
首先要搞清楚编译程序占用的内存的分区形式:
一、预备知识—程序的内存分配
一个由c/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分
1、栈区(stack)—由编译器自动分配释放,存放函数的参数值,局部变量的值等。其操作方式类似于
数据结构中的栈。
2、堆区(heap)—一般由程序员分配释放,若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收。注意它与数据
结构中的堆是两回事,分配方式倒是类似于链表,呵呵。
3、全局区(静态区)(static)—全局变量和静态变量的存储是放在一块的,初始化的全局变量和静态
变量在一块区域,未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。程序结束后由系统
释放。
4、文字常量区—常量字符串就是放在这里的。程序结束后由系统释放。
5、程序代码区
这是一个前辈写的,非常详细
//main.cpp
inta=0;//全局初始化区
char*p1;//全局未初始化区
main()
{
intb;栈
chars[]=\"abc\";//栈
char*p2;//栈
char*p3=\"123456\";//123456\\0在常量区,p3在栈上。
staticintc=0;//全局(静态)初始化区
p1=(char*)malloc(10);
p2=(char*)malloc(20);//分配得来得10和20字节的区域就在堆区。
strcpy(p1,\"123456\");//123456\\0放在常量区,编译器可能会将它与p3所向\"123456\"优化成一个
地方。
}
二、堆和栈的理论知识
2.1申请方式
stack:
由系统自动分配。例如,声明在函数中一个局部变量intb;系统自动在栈中为b开辟空间
heap:
需要程序员自己申请,并指明大小,在c中malloc函数
如p1=(char*)malloc(10);
在C++中用new运算符
如p2=(char*)malloc(10);
但是注意p1、p2本身是在栈中的。
2.2
申请后系统的响应
栈:只要栈的剩余空间大于所申请空间,系统将为程序提供内存,否则将报异常提示栈溢出。 [Page]
堆:首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表,当系统收到程序的申请时,
会遍历该链表,寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点,然后将该结点从空闲结点链表中删除,并将
该结点的空间分配给程序,另外,对于大多数系统,会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大
小,这样,代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。另外,由于找到的堆结点的大小不一定正
好等于申请的大小,系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中。
2.3申请大小的限制
栈:在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构,是一块连续的内存的区域。这句话的意思是栈顶的地
址和栈的最大容量是系统预先规定好的,在WINDOWS下,栈的大小是2M(也有的说是1M,总之是一个编译
时就确定的常数),如果申请的空间超过栈的剩余空间时,将提示overflow。因此,能从栈获得的空间
较小。
堆:堆是向高地址扩展的数据结构,是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地
址的,自然是不连续的,而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的
虚拟内存。由此可见,堆获得的空间比较灵活,也比较大。
2.4申请效率的比较:
栈:由系统自动分配,速度较快。但程序员是无法控制的。
堆:是由new分配的内存,一般速度比较慢,而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便.
另外,在WINDOWS下,最好的方式是用VirtualAlloc分配内存,他不是在堆,也不是在栈,而是直接在进
程的地址空间中保留一块内存,虽然用起来最不方便。但是速度快,也最灵活。
2.5堆和栈中的存储内容
栈:在函数调用时,第一个进栈的是主函数中后的下一条指令(函数调用语句的下一条可执行语句)的
地址,然后是函数的各个参数,在大多数的C编译器中,参数是由右往左入栈的,然后是函数中的局部变
量。注意静态变量是不入栈的。
当本次函数调用结束后,局部变量先出栈,然后是参数,最后栈顶指针指向最开始存的地址,也就是主
函数中的下一条指令,程序由该点继续运行。
堆:一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容由程序员安排。
2.6存取效率的比较
chars1[]=\"aaaaaaaaaaaaaaa\";
char*s2=\"bbbbbbbbbbbbbbbbb\";
aaaaaaaaaaa是在运行时刻赋值的;
而bbbbbbbbbbb是在编译时就确定的;
但是,在以后的存取中,在栈上的数组比指针所指向的字符串(例如堆)快。

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