关于char指针的几个问题

Question

1- 这是如何工作的：

char *ptr = "hi";

现在编译器会将这个字符串放入内存中（我猜是堆栈），并创建一个指向它的指针？这就是它的工作原理吗？

2- 另外如果是在函数中本地创建的，当函数返回时，字符串占用的内存会被释放吗？

3- 最后但同样重要的是，为什么不允许这样做：ptr[0] = 'H';？

Answer 1

1) 字符串not（通常）在堆栈上——它通常位于直接从可执行文件中读取的初始化数据段中。然后将指针初始化为该字符串的地址。

2) 没有。

3) 因为标准说它给出了未定义的行为。考虑一下你是否有这样的事情：

int a() { char *a = "a"; printf("%s\n", a); }
int b() { char *b = "a"; *b = 'b'; }

int main() { 
    b();
    a();
    return 0;
}

现在，当您打印出a 时，您希望得到原始值（a）还是更新后的值（b）？编译器可以但不一定共享这样的静态字符串；有些还将整个区域标记为只读，因此尝试对其进行写入会产生异常。

从 C 标准的角度来看，唯一合理的答案是将其称为未定义行为。

Answer 2

1. 编译器会把字符串“hi”放在内存的某个地方（标准没有强加在哪里），你不知道在哪里，但你必须考虑到它可能放在内存的只读部分（尽管由编译器决定）。然后会创建一个指针，指向内存中这个位置的开始。

2. 不一定会释放内存，因为在大多数情况下，此字符串将驻留在内存的数据部分（与编译指令所在的位置相同）。

3. 这是不允许的，因为标准不保证对这种自动分配的内存块的写访问（参见 1.）。它可能适用于某些系统/平台/编译器，但标准不保证。

Answer 3

1. 编译器会将指针放到内存中的字符串，并将字符串“hi”的地址放入指针中。字符串本身将在程序的代码图像中。

2. 指针的内存将被释放。

3. 因为您的代码定义的 ptr 指向代码映像中的常量。您不能写入常量。

Answer 4

1. 你可以更准确、更有力地表达为：

   const char *ptr = "hi";

   不仅实际情况会在您的代码中表达，而且编译器还将捕获写入ptr 指向的内存的尝试。字符串本身是一个“静态常量”（因此不在堆栈上），指针是一个初始化为字符串地址的变量。

2. 不，只会在堆栈上实例化指针。数据将保留在静态常量内存中（通常作为代码文本段的一部分）。大多数编译器/链接器工具链将匹配常见的字符串，例如，如果您的代码中有多个“hi”实例，它们实际上都会引用同一个实例。

3. 这是未定义的行为。根据文本的存储方式，它可能有效，也可能无效。现代处理器/操作系统经常实施保护机制来保护代码段不被修改和执行；由于此类字符串通常也在代码段中，因此尝试修改字符串可能会导致运行时异常。最好在编译时通过声明指针const 来检测此错误。

   如果您碰巧使用的是 16 位 DOS 编译器或没有内存保护的目标，它可能会工作；但是因为我可能会整理常见的字符串，所以您可能正在修改由多个指针引用的字符串。在嵌入式目标上，字符串可能驻留在 ROM 中，在这种情况下，即使访问没有被认为是非法的，它也不会产生任何影响。