堆内存和 malloc 查询

Question

我试图了解动态内存分配，并希望有人能解释为什么以下代码会这样执行。

#include <stdlib.h>
#include <string.h>

char* create_string(void);

int main(){

    char* str1 = NULL;
    char* str2 = NULL;

    str1 = create_string();
    
    str2 = (char*)malloc(11);
    
    str2 = create_string();

    printf("String 1 is: %s", str1);
    
    printf("String 2 is: %s", str2);

    free(str1);

}

char* create_string()
{
    char* stack_str = "TestString";
    char* heap_str = (char*)malloc(strlen(stack_str) + 1);
    strcpy(heap_str, stack_str);
    if(heap_str == NULL)
    {
        printf("Oh no");
        return NULL;
    }

    return heap_str;

}

据我所知，要在堆上分配内存，您必须使用具有分配内存块大小的 malloc，然后使用 strcpy() 或 memcpy() 之类的函数，就像我所做的那样上面的 str2（“TestString”的大小为 malloc 11，空终止符为 1。）

我只是很困惑为什么将 create_string 的结果分配给 str1，它是一个尚未分配内存块的空指针，会产生与 str2 相同的输出。

非常感谢！

Answer 1

“据我所知，要在堆上分配内存，您必须使用具有以下大小的 malloc...” malloc() 中的大小是无符号整数的字节数。因此语法上str2 = (char*)malloc(11); 是正确的。

str1 和 str2 都从包含“TestString”的堆指向不同的内存位置。这是根据你编程的。然而 str2 = (char*)malloc(11); 返回 11 字节的内存，可以存储字符数据类型，并返回一个指向堆中这个位置的指针。这没有问题。 但是，在您的代码中，当您将 create_string() 指针分配给它时，您已经泄漏了此分配。

Answer 2

它并不像你想象的那样工作。

首先，C 有常量字符串，它会被双引号初始化。这些对象在使用时，实际上返回一个指向初始化常量字符串数组位置的指针。

char * ptr="something"   //"something" return a pointer to the location of the string array 
                         // and is assigned to the ptr.

您不需要为常量字符串分配内存，因为它们是由编译器管理的。代码中发生的事情是stack_str 定位到这个由编译器管理的常量字符串数组。所以它总是存在的。您创建一个内存块并将地址存储在heap_str 中，并将stack_str 的内容复制到动态分配的内存中，并返回指针。 实际上，

 str2 = (char*)malloc(11);

不用于任何事情并且被浪费了。希望你能理解。

编辑：在您的create_str() 中，您检查heap_str 在strcpy() 之后不是NULL。如果malloc()由于某种原因失败，即使你检查NULL，程序仍然会崩溃。