C語言程式的內在分配:堆和棧以及char a[]和char*的區別

-柚子皮-發表於2014-06-08

http://blog.csdn.net/pipisorry/article/details/29441381

char[]和char *的區別

《c語言程式設計》的解釋

char ame[] = "nw is the time"; 
char *pme = "now is the time";
pme是把一個指向該字元陣列的指標賦值給pme.這個過程沒有涉及到字串的複製,只是有指標的操作。pme首先是一個指標,這個指標指向一個字串常量,這個指標此後可以被修改為指向其它字串,但是如果修改字串本身的內容,結果是未定義的。
ame是一個存放初始化字串和空字元的一維陣列,陣列中的單個字元都是可以被修改的,但是ame是個地址常量,是不可以被修改的,它始終指向這一個字串。

char str[]="abcdef",這個陣列的儲存空間是在棧中開闢的,也就是說它的每個元素一次為'a','b','c','\0',將這幾個值複製到str的位置中。

對於char *str="abcdef",str指向的是靜態儲存區,"abcdef"是位於常量區的,指標str只是指向了這個位置。

注意:它與上面的複製不是一回事。既然位於常量區,那麼這些值就不能被修改。而上面陣列中,要注意的是把字元複製到陣列的元素中,那麼就是可以被任意修改的。

char s1[]="aaaaaaaaaaaaaaa";
char *s2="bbbbbbbbbbbbbbbbb";
aaaaaaaaaaa是在執行時刻賦值的;而bbbbbbbbbbb是在編譯時就確定的;但是,在以後的存取中,在棧上的陣列比指標所指向的字串(例如堆)快。

不過char *pBuffer = new char[BufferLen];是可以修改內容的!

輸出的差異

*pp = "abc";

p[] = "abc";

*pp指向的是字串中的第一個字元。

cout << pp; // 返回pp地址開始的字串:abc

cout << p; // 返回p地址開始的字串:abc

cout << *p; // 返回第一個字元:a

cout << *(p+1); // 返回第二個字元:b

cout << &p[1];// 返回從第二個字元開始的字串:bc

[char* 和char[]的區別]

使用哪種型別

關於這個引數的型別到底用哪種,要看相關的引數內容在函式執行完以後是不是會發生改變。如果引數內容發生改變了就要用char[],如果引數的內容不發生改變則兩個都可以用
string.h中定義了很多字串操作函式,比如strncat,這些函式至少都有兩個引數,第一個引數是目的字串,第二個引數是源字串。
比如strncat(s,ct,n),函式的作用是把ct的前n個字元連線到s的後面,最後補上一個空字元。那麼顯然執行完以後s的內容是變化了的,所以定義s是必須是char s[80],不能是char *s,對於ct來說內容沒有發生變化,怎麼定義就都可以。

[http://blog.csdn.net/yahohi/article/details/7427724]

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程式的記憶體分配

一個由C/C++編譯的程式佔用的記憶體分為以下幾個部分

1、棧區(stack):由編譯器自動分配釋放,存放函式的引數值,區域性變數的值等。其操作方式類似於資料結構中的棧。

2、堆區(heap):一般由程式設計師分配釋放,若程式設計師不釋放,程式結束時可能由OS回收。注意它與資料結構中的堆是兩回事,分配方式倒是類似於連結串列。

3、全域性區(靜態區)(static):全域性變數和靜態變數的儲存是放在一塊的,初始化的全域性變數和靜態變數在一塊區域;未初始化的全域性變數和未初始化的靜態變數在相鄰的另一塊區域。程式結束後由系統釋放。

4、文字常量區:常量字串就是放在這裡的。程式結束後由系統釋放。

5、程式程式碼區

這是網上找的例程,非常詳細:

 1 //main.cpp
 2 int a=0;    //全域性初始化區
 3 char *p1; //全域性未初始化區
 4 main()
 5 {
 6     int b;                  //
 7     char s[]="abc";  //
 8     char *p2;           //
 9     char *p3="123456";   //123456\0在常量區,p3在棧上。
10     static int c=0;     //全域性(靜態)初始化區
11     p1 = (char*)malloc(10);
12     p2 = (char*)malloc(20);   //分配得來得10和20位元組的區域就在堆區。
13     strcpy(p1,"123456");   //123456\0放在常量區,編譯器可能會將它與p3所向"123456"優化成一個地方。
14 }

二、堆和棧的理論知識

1、申請方式

stack:由系統自動分配,例如宣告在函式中的一個區域性變數int b;系統自動在棧中為b開闢空間。

heap:需要程式設計師自己申請,並指明大小,在C中用malloc函式:p1=(char*)malloc(10);在C++中用new運算子:p2=new char[10]。注意p1、p2本身是在棧中的。

2、申請後系統的響應

棧:只要棧的剩餘空間大於所申請空間,系統將為程式提供記憶體,否則將報異常提示棧溢位。

堆:首先應該知道作業系統有一個記錄空閒記憶體地址的連結串列,當系統收到程式的申請時,會遍歷該連結串列,尋找第一個空間大於所申請空間的堆結點,然後將該結點從空閒結點連結串列中刪除,並將該結點的空間分配給程式,另外,對於大多數系統,會在這塊記憶體空間中的首地址處記錄本次分配的大小,這樣,程式碼中的delete語句才能正確的釋放本記憶體空間。另外,由於找到的堆結點的大小不一定正好等於申請的大小,系統會自動的將多餘的那部分重新放入空閒連結串列中。

3、申請大小的限制

棧:在Windows下,棧是向低地址擴充套件的資料結構,是一塊連續的記憶體的區域。這句話的意思是棧頂的地址和棧的最大容量是系統預先規定好的,在WINDOWS下,棧的大小是2M(也有的說是1M,總之是一個編譯時就確定的常數),如果申請的空間超過棧的剩餘空間時,將提示overflow。因此,能從棧獲得的空間較小。

堆:堆是向高地址擴充套件的資料結構,是不連續的記憶體區域。這是由於系統是用連結串列來儲存的空閒記憶體地址的,自然是不連續的,而連結串列的遍歷方向是由低地址向高地址。堆的大小受限於計算機系統中有效的虛擬記憶體。由此可見,堆獲得的空間比較靈活,也比較大。

4、申請效率的比較

棧:由系統自動分配,速度較快。但程式設計師是無法控制的。

堆:是由new分配的記憶體,一般速度比較慢,而且容易產生記憶體碎片,不過用起來最方便.
另外,在WINDOWS下,最好的方式是用Virtual Alloc分配記憶體,它不是在堆,也不是在棧,而是直接在程式的地址空間中保留一塊記憶體,雖然用起來最不方便。但是速度快,也最靈活。

5、堆和棧中的儲存內容

棧:在函式呼叫時,第一個進棧的是主函式後的下一條指令(函式呼叫語句的下一條可執行語句)的地址,然後是函式的各個引數,在大多數的C編譯器中,引數是由右往左入棧的,然後是函式中的區域性變數。注意靜態變數是不入棧的。當本次函式呼叫結束後,區域性變數先出棧,然後是引數,最後棧頂指標指向最開始存的地址,也就是主函式中的下一條指令,程式由該點繼續執行。

堆:一般是在堆的頭部用一個位元組存放堆的大小。堆中的具體內容由程式設計師安排。

[深入分析C++中char* str和char str[]的區別]

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