重新分配字符串文字答案

【问题标题】：Reassigning string literals重新分配字符串文字
【发布时间】：2015-07-29 17:43:45
【问题描述】：

这是一个非常基本的问题，但我没有找到明确的答案。我试图了解C 中的字符串文字是如何工作的。

#define _GNU_SOURCE
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

int main(void)
{
        char *str = "Hello World!";
        str = "Reassign str.";

        char *str2 = "Something.";

        str = strdup(str2);

        free(str);

        exit(EXIT_SUCCESS);
}

当我对字符串文字执行str = "Reassign str." 或str = strdup(str2) 时，Hello World 字符串会发生什么情况？它是否是可执行文件的一部分，是否超出范围，是否在我重新分配 str 后释放了内存？

【问题讨论】：

标签： c string pointers

【解决方案1】：

字符串字面量具有静态存储持续时间。它们在程序执行过程中不会被破坏并且具有相同的地址。

在这些陈述中

    str = "Reassign str.";
    //...
    str = strdup(str2);

指针str 刚刚被其他一些地址重新分配。在第一个语句中，它获取字符串文字“Reassign str”的第一个字符的地址。在第二条语句中，它获取为字符数组动态分配内存的地址，该数组包含 str2 指向的字符串文本的副本。

根据 C 标准（6.4.5 字符串文字）

6 在翻译阶段 7 中，将一个字节或零值代码附加到由字符串文字产生的每个多字节字符序列或文字。78) 然后使用多字节字符序列初始化一组静态存储持续时间和长度足以包含序列。对于字符串文字，数组元素具有 char 类型，并使用单个初始化多字节字符序列的字节数。

和（6.2.4 对象的存储时长）

3 对象...具有静态存储持续时间。 它的寿命是程序的整个执行过程及其存储的值被初始化只有一次，在程序启动之前

至于字符串文字本身，您可能不会更改它们。任何更改字符串文字的尝试都会导致程序的未定义行为。

来自 C 标准（6.4.5 字符串文字）

7 不确定这些数组是否不同，前提是它们的元素具有适当的值。 如果程序试图修改这样的数组，行为未定义。

比如你可以不写

    char *str = "Hello World!";
    *str = 'h';

【讨论】：

可以按照我的方式重新分配字符串文字吗？
@brauner 您没有重新分配字符串文字。您正在重新分配以前指向字符串文字的第一个字符的指针。
您没有重新分配字符串文字。文字是"" 标记内的位。您重新分配了str，它是一个指针。它最初将指向字面量，然后您将其指向一些动态分配的内存。
@brauner 字符串文字在程序执行期间具有相同的存储时间。
感谢您的澄清。我的不精确！

【解决方案2】：

您的代码一切正常。

    char *str = "Hello World!";

好的，你声明一个指向字符串litteral 的char *。正确地说，你应该写const char *str =，因为字符串litteral 是不可修改的字符串（str[4] = 'u'; 不正确）

    str = "Reassign str.";

好的，指针 str 现在指向另一个字符串字面量。同上，应该还是const。

    char *str2 = "Something.";

还是一样

    str = strdup(str2);

现在 str 指向一个 malloc 的字符串。 str 不是 const 第一次是正确的。 str[0] = 's'; 在这里是正确的。

    free(str);

好的，你释放strdup分配的字符串。

    exit(EXIT_SUCCESS);

您很好地将定义的值 (0) 返回给环境。

【讨论】：

从技术上讲，字符串文字没有const 类型。不过你不应该写信给它。

【解决方案3】：

当你这样做时

char *str = "Hello World!";

编译器为该字符串文字留出字节 strlen(str) + 1 的内存。当指针 str 被重新分配时，分配给字符串字面量 "Hello World!" 的内存不会被销毁/释放，而是保留在其范围内。

【讨论】：

【解决方案4】：

好像已经没有足够的答案了，但我觉得有一个方面还是值得一提的：

是的，您的代码中的字符串文字具有静态存储是正确的，因此在整个程序执行期间它将活着。从这个角度来说，它永远不会发生（你甚至不能改变它）。从技术上讲，这通常意味着字符串是您程序的 part 并放入只读的 data 段中。

但是，在您的情况下，优化编译器会检测到 "Hello World!" 从未实际使用过，因此它将从您编译的程序中消失。这对优化器来说是合法的，因为它不会改变程序的可观察行为。

> gcc -ostrlit strlit.c
> strings strlit | grep Hello
Hello World!
> gcc -O3 -ostrlit strlit.c
> strings strlit | grep Hello
>

【讨论】：

【解决方案5】：

通常静态字符串位于静态数据部分中。在这种情况下，因为您的程序没有做任何事情，所以我不太确定；您所有的静态字符串都可能被优化掉。

在实际使用这些静态字符串的实际程序中，它们将具有固定地址。

str = strdup(str2); 绝不会释放任何内存。在 C 中，内存永远不会自行释放。

【讨论】：

哦，对不起，我把strdup() 弄错了，没有free()。
您现在添加的free() 只是简单地释放了strdup() 分配的内存；之前分配的静态字符串没有任何反应。
是的，我知道我只是认为那里没有free() 是不好的形式。
啊，我明白了。不用担心。

【解决方案6】：

让我们分解一下：

char *str = "Hello World!";

声明一个名为str的指向char的指针

char *str

并且也声明了一个字符串字面量

            "Hello World!";

并且也设置str指向文字的第一个字符。

文字具有静态存储持续时间 - 它被编译到您的可执行文件中，始终存在，并且无法移动或更改。

指针只是一个指针，你可以随时把它指向其他东西。

【讨论】：

【解决方案7】：

当声明这样的字符串字面量时：

char *str = "Hello World!";

"Hello World!" 字符串存储在内存的只读部分中。因此，如果您是其中之一：

str[1] = 'i';
strcpy(str, "Goodbye!");

您很可能会进行核心转储。另一方面，如果您这样做：

str = malloc(10);
strcpy(str, "Goodbye!");

你会没事的，尽管你会失去指向原始字符串的指针。

【讨论】：