C 与 Java 中的堆栈使用情况答案

【问题标题】：Stack usage in C vs in JavaC 与 Java 中的堆栈使用情况
【发布时间】：2019-12-10 23:35:42
【问题描述】：

我正在学习堆栈的用法，我注意到它们在 C 和 Java 中的使用方式不同，或者显然是这样。例如，下面用 C 编写的代码将不起作用，因为它会破坏“名称”

char* getName(){
char name[32];
scanf( "%s",name);
return name;
}

int main (int argc, char *argv[]){
char *myName = getName();

printf("%s", myName);
}

但是，如果我用 Java 编写类似的东西，它就可以正常工作：

public static String getName(){
String name = "A name";
return name ; 

}

static void main(String[] args){
String name = getName();
System.out.print(name);
}

我想知道为什么。为什么堆栈在 Java 中没有破坏，而在 C 中却如此？

【问题讨论】：

1.语言根本不同。 2. Java 通过垃圾收集使用内存管理，而 C 没有。 3. 你的 C 代码调用了未定义的行为； Java 已定义行为。
您的 Java 和 C 函数不等价。 C 变体正在使用输入来填充本地数组。 Java 变体只是简单地为字符串赋值。 char *name = "A name"; 更接近于您的 Java 函数，并且可以正常工作。
最好将 C++ (std::string name) 与 Java 进行比较，因为它们都具有 C 完全缺乏的内存管理功能。这主要是因为 C 被设计为低级的，而 C++ 和 Java 具有建立在低级原语上的重要而深入的抽象层。
堆栈在 Java 中被破坏。只是将返回的函数局部变量放在堆上，在那里它们将被保留，直到不再有任何引用，然后被垃圾回收。这是语言的一部分。
Java 几乎不使用堆栈。所有对象都在堆上静默分配。 C 代码不起作用的原因不是因为某些“破坏者”，而是因为您向调用者返回了一个无效的指针。

标签： java c stack

【解决方案1】：

在 Java 中，局部变量的内存不是在堆栈上分配的……只有引用放在堆栈上。对象本身放在堆上。

【讨论】：

局部变量在栈上分配；它是对字符串对象的引用。

【解决方案2】：

在 Java 中，new String 在 heap 而不是 stack 上创建一个对象。因此，Java 中的 new 类似于 C 中的 malloc。

相当于

// Java
public static String getName() {
    String name = "A name";
    return name; 
}

会

// C
static String *getName() {
    String *name = String_new("A name");
    return name; 
}

String“类”的定义如下：

typedef struct {
   char *buf;
} String;

String *String_new(const char* src) {
   String *string = malloc(sizeof(String));
   string->buf = strdup(src);
   return string;
}

void String_free(String *this) {
   free(this->buf);
   free(this);
}

在 Java 中没有与 C 的 char name[32];（元素位于堆栈上的数组）等效。

【讨论】：

【解决方案3】：

您正在返回一个指向局部变量的指针，一旦函数返回，该指针就会超出范围。然后取消引用该指针是 C 中未定义的行为。

在 Java 中，String 是一个托管对象，需要进行垃圾回收。因此它将被保留，直到不再存在对它的引用。

相比之下，C 没有托管对象，也没有垃圾收集器。您必须自己照顾“对象”的生命周期。

【讨论】：

【解决方案4】：

在 Java 中，字符串分配在堆上，而不是堆栈上，并且为每个字符串分配新内存。在 Java 中实际上不可能破坏字符串，因为 Java 的字符串是不可变的。

【讨论】：