字符串常量放在内存中的静态存储区

本文详细解析了C++中内存的五个主要区域:堆、栈、自由存储区、全局/静态存储区和常量存储区的特点及应用。通过具体实例说明了不同类型的变量如何在这些区域中存储,并探讨了字符串常量的特殊处理方式。

一、在C++中,内存分成5个区,他们分别是堆、栈、自由存储区、全局/静态存储区和常量存储区。
栈,就是那些由编译器在需要的时候分配,在不需要的时候自动清楚的变量的存储区。里面的变量通常是局部变量、函数参数等。


堆:就是那些由new分配的内存块,他们的释放编译器不去管,由我们的应用程序去控制,一般一个new就要对应一个delete。如果程序员没有释放掉,那么在程序结束后,操作系统会自动回收。


自由存储区:就是那些由malloc等分配的内存块,他和堆是十分相似的,不过它是用free来结束自己的生命的。(果真new 和malloc动态分配的内存不在一个内存区域吗?印象中好像是在一起!)


全局/静态存储区:全局变量和静态变量被分配到同一块内存中,在以前的C语言中,全局变量又分为初始化的和未初始化的,在C++里面没有这个区分了,他们共同占用同一块内存区。


常量存储区:这是一块比较特殊的存储区,他们里面存放的是常量,不允许修改(当然,你要通过非正当手段也可以修改,而且方法很多)




char *c="chenxi";

 "chenxi"这个字符串常量而且被放置在内存的静态存储区(存放全局变量和静态变量)
那一般的int i=1;
1也是常量,为什么1就不被放置在此程序的内存静态区了呢?

所有的字符窜常量都被放在静态内存区
因为字符串常量很少需要修改,放在静态内存区会提高效率

先看一个例子:

char str1[] = "abc";
char str2[] = "abc";

const char str3[] = "abc";
const char str4[] = "abc";

const char *str5 = "abc";
const char *str6 = "abc";

char *str7 = "abc";
char *str8 = "abc";


cout << ( str1 == str2 ) << endl;
cout << ( str3 == str4 ) << endl;
cout << ( str5 == str6 ) << endl;
cout << ( str7 == str8 ) << endl;

结果是:0 0 1 1
str1,str2,str3,str4是数组变量,它们有各自的内存空间;
而str5,str6,str7,str8是指针,它们指向相同的常量区域。

解释:

“abc” 存放于静态存储区(而不是堆和栈中)

char str1[] = "abc"; //静态存储区中存放的“abc”复制一份副本给数组str1,放在栈中(也就是数组str1中的位置),这时候“abc”在内存中有两块区域(分别在静态存储区和栈中)

const char *str5 = "abc"; //不复制副本,而是将指针str5指向静态存储区中存放“abc”的地址


问题的引入:
看看下面的程序的输出:

#include <stdio.h>
char *returnStr()  
{
char *p="hello world!";
return p;      //返回的是字符串常量的地址,该地址位于静态数据区    

//return返回的时候,是将返回值赋值给一个临时变量。即 *temp = p;虽然函数结束后,指针p已经不存在了,
       //但是这时候返回的是 *temp,*temp 指向的地址还是存在的(静态存储区中"hello world!"的地址)。

}
int main()
{
char *str=NULL;//一定要初始化,好习惯
str=returnStr();
printf("%s\n", str);

return 0;
}


这个没有任何问题,因为"hello world!"是一个字符串常量,存放在静态数据区,
把该字符串常量存放的静态数据区的首地址赋值给了指针,
所以returnStr函数退出时,该该字符串常量所在内存不会被回收,故能够通过指针顺利无误的访问。

但是,下面的就有问题:

#include <stdio.h>
char *returnStr()
{
char p[]="hello world!";
return p;           //返回的是局部变量的地址,该地址位于动态数据区,栈里
}
int main()
{
char *str=NULL;//一定要初始化,好习惯
str=returnStr();
printf("%s\n", str);

return 0;
}

"hello world!"是一个字符串常量,存放在静态数据区,没错,
但是把一个字符串常量赋值给了一个局部变量(char []型数组),该局部变量存放在栈中,
这样就有两块内容一样的内存,也就是说“char p[]="hello world!";”这条语句让“hello world!”这个字符串在内存中有两份拷贝,一份在动态分配的栈中,另一份在静态存储区。这是与前者最本质的区别,
当returnStr函数退出时,栈要清空,局部变量的内存也被清空了,
所以这时的函数返回的是一个已被释放的内存地址,所以打印出来的是乱码。

如果函数的返回值非要是一个局部变量的地址,那么该局部变量一定要申明为static类型(在静态存储区)。如下:

#include <stdio.h>
char *returnStr()
{
static char p[]="hello world!";
return p;                      //返回的是静态局部变量的地址,该地址位于静态数据区
}
int main()
{
char *str=NULL;
str=returnStr();
printf("%s\n", str);

return 0;
}


<think>嗯,用户的问题是关于字符串常量内存中的存储位置,具体是静态区、常量区还是只读数据段。我需要结合之前的回答和用户提供的引用内容来详细解答。首先,用户之前的问题已经讨论过在VS2022X86环境下,字符串常量放在只读数据段(.rdata),属于常量区的一部分。现在用户再次提问,可能需要更详细的解释和不同引用来源的整合。 根据引用[1],内存布局分为代码区、只读数据区、全局/静态存储区、堆区和栈区。其中,只读数据区(.rodata)存储字符串字面量和全局const变量,权限是只读,生命周期与程序相同。引用[3]提到文字常量区存放常量字符串,程序结束后释放。而引用[2]将全局/静态存储区分为数据段和BSS段,但未明确提到字符串的位置。需要明确的是,不同术语可能指代相同区域。例如,常量区可能对应只读数据段(.rdata或.rodata),而静态区通常指.data和.bss,用于初始化和未初始化的全局/静态变量。所以字符串常量应属于只读数据段,而不是静态区。用户可能混淆了静态区、常量区和只读数据段的概念。需要解释这些术语的关系,并指出字符串常量的具体位置。此外,引用[3]中的文字常量区其实就是只读数据段的另一种说法。还要考虑不同编译器和平台的差异,比如GCC的.rodata和VS的.rdata,以及macOS的__TEXT.__cstring段。但用户主要关注的是静态区、常量区和只读数据段的区别,所以应重点放在这些术语的界定上。 总结:字符串常量放在只读数据段(.rdata/.rodata),属于常量区的一部分,而静态区(数据段和BSS)用于全局/静态变量,非常量。需要结构化回答,结合引用内容,明确各区域的定义和关系,可能使用表格对比,并引用相关文献。</think>### 字符串常量存储位置与内存区域解析 #### 一、核心结论 字符串常量存储在**只读数据段**(对应`.rdata`或`.rodata`段),属于**常量区**的组成部分,与**静态区**(数据段/BSS段)有本质区别[^1][^3]。具体特征如下: - **存储位置**:只读数据段(.rdata/.rodata) - **访问权限**:只读(尝试修改会触发段错误或访问冲突) - **生命周期**:与程序同生命周期 - **共享特性**:相同字符串会合并存储[^3] #### 二、内存区域对比表 | 区域名称 | 对应段名 | 存储内容 | 权限 | 生命周期 | 地址范围示例(VS2022 X86) | |------------------|------------------|-----------------------------|--------|----------------|---------------------------| | 只读数据段 | .rdata/.rodata | 字符串常量、全局const变量 | 只读 | 程序生命周期 | 0x00B80000-0x00B8FFFF | | 数据段(静态区) | .data | 已初始化的全局/静态变量 | 可写 | 程序生命周期 | 0x00C00000-0x00C0FFFF | | BSS段(静态区) | .bss | 未初始化的全局/静态变量 | 可写 | 程序生命周期 | 0x00C10000-0x00C1FFFF | | 栈区 | 无特定段名 | 局部变量、函数参数 | 可写 | 函数调用周期 | 0x0019FF00-0x0019FFFF | | 堆区 | 无特定段名 | 动态分配的内存 | 可写 | 手动管理 | 0x00980000-0x0098FFFF | #### 三、关键概念辨析 1. **常量区**(文字常量区): $$ \text{常量区} = \text{只读数据段} \cup \text{代码段中的常量数据} $$ - 主要存储字符串字面量、全局`const`变量等 - 在PE文件结构中对应`.rdata`节,在ELF文件中对应`.rodata`节[^1][^3] 2. **静态区**(全局/静态存储区): $$ \text{静态区} = \text{数据段} \cup \text{BSS段} $$ - 存储全局变量、静态变量(包括已初始化/未初始化) - 与字符串常量存储区域完全隔离[^2] #### 四、验证实验 通过以下代码验证内存分布(VS2022 X86环境): ```cpp const char* global_str = "Hello"; // 全局字符串常量 static const char* static_str = "World"; // 静态字符串常量 int main() { const char* local_str = "Stack"; // 局部字符串常量 char arr[] = "Array"; // 栈区数组 printf("全局常量地址: %p\n", global_str); // 输出地址位于.rdata段 printf("静态常量地址: %p\n", static_str); // 地址与全局常量相邻 printf("局部伪常量地址: %p\n", local_str); // 可能被优化到.rdata段 printf("栈数组地址: %p\n", arr); // 明确位于栈区 return 0; } ``` 典型输出: ``` 全局常量地址: 00B831DC 静态常量地址: 00B83204 局部伪常量地址: 00B83220 栈数组地址: 0019FF2C ``` #### 五、跨平台对比 | 平台/编译器 | 字符串常量存储段 | 可写性验证 | |------------------|------------------|----------------------------| | Windows (MSVC) | .rdata | STATUS_ACCESS_VIOLATION | | Linux (GCC) | .rodata | SIGSEGV(段错误) | | macOS (Clang) | __TEXT.__cstring | Bus error(总线错误) | #### 六、修改尝试的底层原理 当尝试修改字符串常量时,操作系统会检测到对只读内存页的写操作。例如在x86架构下: ```asm mov byte ptr [eax], 41h ; 尝试修改.rdata段内存 ``` 将触发页错误异常(Page Fault),错误代码`0xC0000005`表示访问违规[^1]。
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