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这里我和大家一起探讨c语言的内存使用。
曾经有同行写了一个把整数转换为字符串的函数：
char *itoa (int n)
{
char retbuf[20];
sprintf(retbuf, "%d", n);
return retbuf;
}
倘若我调用该函数：char *str5 = itoa(5)，str5会是什么数值？
结果是不确定，唯一能确定的是结果不会是我们想要的 “5”。
为何呢？因为retbuf定义在函数体中，它是局部变量，局部变量的内存空间位于堆栈（stack）中，同时其作用范围也仅限于所在的函数中。此时当itoa()函数返回时，retbuf在堆栈中的内容将被回收，这块内存地址将可能被存放别的内容。所以把局部变量返回给函数调用者是欠妥的，也是不应该的做法。
这样我们该如何解决问题呢，别担心，方法有很多且不止一个，下面就来阐述三种能解决这个问题的方法：
1)、在itoa()函数内部用malloc() 为指针分配内存，同时将结果存放到里面，最后将retbuf返回给调用者。因为此时retbuf分配于堆（heap）中，其对应空间不会随着函数返回而释放，所以能达到我们的目的。
不过这里需要注意：调用者在不需要retbuf的时候必须人工把它释放，调用free函数来回收空间，否则就造成内存泄漏了。倘若该函数和调用函数的都是同一个人所写则问题不大，否则将比较容易会疏漏此释放内存的动作。
2)、在itoa()函数内部定义静态变量static char retbuf[20]，这同样能保证函数返回后retbuf的空间不被回收，这是因为静态变量并不是存放在堆栈中，而是存放在一个叫“.bss”段的地方，该地方的内容是不会因函数返回而被回收的。
这种办法虽然能解决问题，不过它也导致了函数变成了一个不可重入函数（即不能保证相同的输入肯定有相同的输出）。同时， retbuf [] 中的内容会被函数的下一次调用结果所代替，该办法不值得推荐。
3)、使用指针参数，将函数定义为char *itoa（int n， char *retbuf），并且retbuf由函数调用者申请和释放，这时候itoa()只是将转换结果存放到retbuf。
很明显这种方法比第一、二种方法强，首先避免了方法1对函数的影响，同时也规避了方法2对内存分配释放的影响，是业内一种比较通用流行的做法。
扩展分析：
如果就该问题本身而言，想必大家都可以迅速想到答案，问题关键就在对memory这类敏感资源的正确和合理地利用，下来我们对内存做个简单的分析：
1)、程序中分为不同的内存段，包含：
.heap - 堆，由程序显式分配和收回，如果不收回就是内存泄漏。
.bss - 未初始化全局/静态变量，在整个软件执行过程中有效；
.data - 已初始化全局/静态变量，在整个软件执行过程中有效；
.stack - 函数调用栈，其中的内容在函数执行期间有效，并由编译器负责分配和收回；
2)、自己管理的内存尽量自己申请和释放。
这其实是一个内存分配和释放的基本原则，比方说上面的第二种方法，由itoa()分配的内存，却由调用者释放，就不是一个十分好的做法，它明显不如第三种，由调用者自己申请和释放。此外该原则还有另一层意思：若使用一个指针，最好先确保它已经指向一个合法地址，否则就自己分配，不然即非法地址访问。许多程序的致命错误都是访问一个没有指向合法内存区的指针，也就是野指针，也包括空指针。
问题：内存分配 & sizeof
如果使用sizeof来计算一个指针变量，希望得到这个指针变量所分配的内存块的大小，可以吗？
char *p = NULL;
int nMemSize = 0;
…
p = malloc(1024);
nMemSize = sizeof(p);
答案与分析：
结果是达不到你的要求的，sizeof只能告诉你指针变量本身占用的内存大小。指针所指向的内存，如果是malloc分配的，sizeof 是无法知道的。换言之，malloc分配的内存是无法向内存管理模块进行事后查询的，当然你是可以自己编写代码来管理维护。
问题：栈内存使用
下面的程序运行会有什么问题？
char *GetString(void)
{
char p[] = "hello world";
return p;// 编译器将提出警告
}
void Test4(void)
{
char *str = NULL;
str = GetString();// str 的内容是垃圾
cout<< str << endl;
}
答案与分析：
返回栈内存，内存可能被销毁也可能不被及时销毁，但可以肯定的是出了作用域之后已被标记成可被系统使用，因此会返回乱七八糟不可知内容。当然，返回的指针的内容，应该是不变的，特殊时候是有用的，比如，可以用来探测系统内存分配规律等。
问题：内存使用相关编程规范
如果想尽可能地避免内存使用上的问题，有什么捷径吗？
答案与分析：
除非做一件从没有人做过的事情，不然都是有捷径可言的，答案那就是站在前人的肩膀上，当今各个大公司都有自己的编码规范，这些规范凝聚了许多的经验教训，有较高的使用价值，考虑到这些规范在网上流传很多，这里我就不再列举了，感兴趣的，推荐参考林锐的《高质量C/C++编程指南》。
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发表于 2014-4-27 02:35:33
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