C语言的内存分配

一个Java程序员需要对栈空间和堆空间理解到位，那么学C语言需要对内存分配理解透彻吗？写了这么多年的C语言，熟练不少算法，本以为已经达到那种语言在外，内功在内的高度了。却从未思考过C语言的内存分配，直到今天遇到了问题，实在是惭愧啊……
先看一下两段代码：

char* toStr() 
{
	char *s = "abcdefghijkl";
	return s;
}
int main()
{
	cout << toStr() << endl;
	return 0;
}

和

char* toStr() 
{
	char s[] = "abcdefghijkl";
	return s;
}
int main()
{
	cout << toStr() << endl;
	return 0;
}

前一段代码打印出来是字符串，而后一段代码打印出来就是乱码。记得学C语言的时候讲到，字符串是被当做字符数组来处理的。所以字符数组名就相当于指向首地址的指针。那么
1. char *s = "abcdefghijkl";
2. char s[] = "abcdefghijkl";
这两种表达式似乎是一样的，可是为什么程序结果会不一样呢？原因就是没有对内存分配了解好。当然现在的C语言教材不会讲到的。
解释：
程序的意思比较简单，不用解释。
第一种表达式，指针s是局部变量，他的作用域是函数toStr内。它将其指向的地址返回，返回之后s即被销毁，庆幸s指向的地址被返回了回来。最终打印正确。
第二种表达式，那么我们会问第二种与第一种的区别在哪，为何错？原因就是第一种指针s虽然是局部变量，被分配在栈空间，作用域是函数内部，但其指向的内容"abcdefghijkl"是常量，被分配在程序的常量区。直到整个程序结束才被销毁。而第二种，s是一数组，分配到栈空间，"abcdefghijkl"作为数组各个元素被放到数组中，一旦函数退出，栈中这块内存就被释放。虽然返回一个地址，可是已经失去它的意义了。

通过以上例子，我们来学习学习内存分配的问题吧。

首先，需要搞清楚：变量的类型和它的存储类别是两个概念。
数据类型和内存管理没有直接的关系。

一、一个由C/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分：
1、栈区（stack）—由编译器自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。
2、堆区（heap）—一般由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收。注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表，呵呵。
3、全局区（静态区）（static），全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的全局变量和静态变量在一块区域，未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。 程序结束后由系统释放。
4、文字常量区—常量字符串就是放在这里的。程序结束后由系统释放
5、程序代码区—存放函数体的二进制代码。

二、例子程序
这是一个前辈写的，非常详细

//main.cpp	
int a = 0; //全局初始化区
char *p1; //全局未初始化区
	
main()
{
	int b; //栈
	char s[] = "abc"; //栈
	char *p2; //栈
	char *p3 = "123456"; //123456\\0在常量区，p3在栈上。
	static int c =0;//全局（静态）初始化区
	p1 = (char *)malloc(10);	
	p2 = (char *)malloc(20);//分配得来得10和20字节的区域就在堆区。
	strcpy(p1, "123456"); //123456\\0放在常量区，编译器可能会将它与p3所指向的"123456"优化成一个地方。		
} 

这下就对程序的内存分配理解更深入了吧。

其实包括其他编程语言，Java等，他们都有所谓的栈空间和堆空间以及常量区，我们经常写完程序之后发现莫名的错误，或者内存被慢慢吞噬，这都是这方面的原因。

那么大家想想下面这段代码对不对呢？

#include<iostream>
using namespace std;

char* toStr(char s[]) 
{
	char *p;
	p = s;
	s[0] = 'I';
	s[1] = 'L';
	s[2] = 'Y';
	s[3] = '\0';
	return p;
}
int main()
{
	char str[10];
	cout << toStr(str) << endl;
	return 0;
}