字符串文字的地址长度答案

【问题标题】：Address length of a string literal字符串文字的地址长度
【发布时间】：2013-09-09 14:04:07
【问题描述】：

我看到在带有 GCC 的 Linux 系统上，字符串文字的地址似乎比其他变量的地址要小得多。例如下面的代码会生成下面显示的 o/p。

#include <stdio.h>

int main()
{
    char *str1 = "Mesg 1";
    char *str2 = "Mesg 2";
    char str3[] = "Mesg 3";
    char str4[] = "Mesg 4";

    printf("str1 = %p\n", (void *) str1);
    printf("str2 = %p\n", (void *) str2);
    printf("&str3 = %p\n", (void *) str3);
    printf("&str4 = %p\n", (void *) str4);

    return 0;
}

输出：

str1 = 0x400668
str2 = 0x40066f
&str3 = 0x7fffcc990b10
&str4 = 0x7fffcc990b00

是否有单独的常量地址空间用于此类用途？

【问题讨论】：

最有可能的字符串文字只是在文本段中，通常位于相对较低的地址。为什么这对你很重要？
鉴于奇怪的差异，我只是想知道原因。

标签： c gcc memory constants string-literals

【解决方案1】：

该标准没有指定字符串文字的位置，但很可能是在只读数据部分。例如，在使用objdump 的 Unix 系统上，您可以像这样检查只读数据部分：

objdump -s -j .rodata a.out

使用Live Example，我们可以看到类似这样的输出：

Contents of section .rodata:
 400758 01000200 4d657367 20310073 74723120  ....Mesg 1.str1 
 400768 3d202570 0a004d65 73672032 00737472  = %p..Mesg 2.str
 400778 32203d20 25700a00 26737472 33203d20  2 = %p..&str3 = 
 400788 25700a00 26737472 34203d20 25700a00  %p..&str4 = %p..

C99 草案标准部分 6.4.5 字符串文字第 5 段 说：

[...] 然后使用多字节字符序列来初始化 静态存储持续时间 数组，长度刚好足以包含该序列。[...]

这意味着字符串文字的生命周期就是程序的生命周期，第 6 段说：

如果这些数组的元素具有适当的值。如果程序试图修改这样的数组，行为是未定义。

所以我们不知道它们是否不同，这将是一个实现选择，但我们知道我们不能修改它们。否则它没有指定它们应该如何存储。

【讨论】：

感谢 Shafik Yaghmour。我只是在寻找圣经中的一些答案（规范）:)

【解决方案2】：

char *str1 = "Mesg 1";
char *str2 = "Mesg 2";
char str3[] = "Mesg 3";
char str4[] = "Mesg 4";

str1 和str2 是指针对象，指向字符串字面量——或者更准确地说，指向与这些字符串字面量关联的匿名静态数组对象。这些数组具有静态存储持续时间，这意味着它们存在于程序的整个执行过程中。它们也是只读的，这会影响实现选择存储它们的位置。（顺便说一句，由于字符串文字是只读的，指向它们的指针应该声明为const。）

str3 和 str4 不是指针；它们是使用指定值初始化的数组对象。它们具有自动存储持续时间，这意味着它们仅在最近的封闭块执行期间存在（在这种情况下，当main 函数正在执行时）。对于main，除非您使用递归调用或atexit 处理程序玩技巧，否则没有太大的实际区别，但对于其他功能，这很重要。具有自动存储持续时间的对象通常在堆栈上分配，并在函数返回时释放。

（在大多数情况下，数组表达式被隐式转换为指向数组第一个元素的指针。有关详细信息，请参阅comp.lang.c FAQ 的第 6 节。）

在您的系统上，显然只读静态对象被分配在0x400000 附近的低地址，而堆栈位于0x800000000000 下方的更高地址（2⁴⁷）。这可能因系统而异。

请务必注意，所有这些地址都具有相同的长度。您似乎使用的是 64 位系统。 0x400668 不是 32 位地址；它是一个 64 位地址，恰好有一个小的数值。 printf 对%p 使用的输出格式是实现定义的；它可以打印出来：

str1 = 0x0000000000400668
str2 = 0x000000000040066f
&str3 = 0x00007fffcc990b10
&str4 = 0x00007fffcc990b00

【讨论】：

是的，我确实使用的是 64 位系统。我尝试了以下变体：printf("str1 = %014p\n", (void *) str1);printf("str2 = %014p\n", (void *) str2);printf("&str3 = %014p\n", (void *) str3);printf("&str4 = %014p\n", (void *) str4); 它打印：str1 = 0x000000400668str2 = 0x00000040066f&str3 = 0x7fffc17a57c0&str4 = 0x7fffc17a57b0这是正确的测试方法吗？
@user926918：不是这样。我不确定%014p 的定义是否明确，即使是这样，它也会在输出中添加一些无意义的零。要获取指针的大小，请使用sizeof。数组有点棘手。我稍后会更新详细信息。你到底想测试什么？
我正在尝试验证您所说的（没有冒犯，只是好奇）。 :)
更多详细信息：sizeof str1 将为您提供char* 指针的大小（在您的系统上应该是 8）。 sizeof str3 将为您提供数组的大小，即 7（字符串的字符为 6，结尾的 '\0' 为 1）——因为sizeof 是通常的 array-to 的上下文之一-指针转换（“衰减”）不会发生。您可以使用sizeof &str3[0] 来获取指向数组第一个元素的指针的大小，在您的系统上该元素也是8。一些指针值恰好有很多前导零；这不是你通常应该关心的事情。
但是，如果您试图追踪特定指针值的来源，了解编译器如何分配内存会很有用。请注意，就 C 语言而言，指针不是整数。但是使用%p通常打印指针值会为您提供指针值内部表示的人类可读表示，它通常看起来像一个N位整数。

【解决方案3】：

是否有单独的固定地址空间供此类使用？

不，这完全取决于实现。唯一确定的事情是：

字符串文字在您的程序的整个生命周期内保持活动状态，并且
如果您以任何方式修改字符串文字，您会得到未定义的行为。

【讨论】：

【解决方案4】：

一些实现将字符串文字放在只读数据段中，这可能与常规数据有显着不同的地址。但是，这因实现而异，因此不要假设它是通用的。

【讨论】：