可以在堆栈上分配const静态字符串吗？

Question

const char * foo()
{
    return "abcdef";
}

int main()
{
    printf("%s", foo());
}

符合标准的编译器是否可以决定在堆栈上分配"abcdef"？即标准中的内容强制编译器在.data部分中分配它？

Answer 1

从C ++规范§2.14.5/ 8中获取字符串文字;

  

普通字符串文字和UTF-8字符串文字也称为窄字符串文字。窄字符串文字的类型为“ n const char”数组，其中 n 是下面定义的字符串大小，并且具有静态存储持续时间（3.7）。

值得一提的是，静态存储持续时间，适用于所有字符串文字;因此L""，u""，U""等; §2.14.5/ 10-12。

反过来，对于静态存储持续时间§3.7.1/ 1;

  

所有没有动态存储持续时间，没有线程存储持续时间且不是本地的变量都具有静态存储持续时间。这些实体的存储应在程序期间持续（3.6.2,3.6.3）。

因此，您的字符串"abcdef"将在程序的持续时间内存在。编译器可以选择存储它的位置（这可能是系统约束），但它必须保持有效。

对于C语言规范（C11 draft n1570），字符串文字§6.4.5/ 6;

  

在转换阶段7中，将值为零的字节或代码附加到由字符串文字或文字产生的每个多字节字符序列。然后使用多字节字符序列初始化静态存储持续时间数组，并且长度足以包含序列。对于字符串文字，数组元素的类型为char，并使用多字节字符序列的各个字节进行初始化。

静态存储持续时间§6.2.4/ 3;

  

声明标识符的对象没有存储类说明符_Thread_local，并且具有外部或内部链接或存储类说明符static，具有静态存储持续时间。 它的生命周期是整个程序的执行，它的存​​储值只在程序启动之前初始化一次。

该位置的相同理由适用（很可能是系统约束），但必须在程序期间保持有效。

Answer 2

  

标准中的内容强制编译器在.data上分配它   部？

无。但它肯定不会在堆栈上，因为指向字符串文字的指针永远不会失效（因为文字具有静态存储持续时间 ¹ ），并且堆栈上的值会被某些其他帧覆盖点。具有静态存储持续时间的对象通常位于专用于此的部分 - .data部分。

在as-if规则下，如果程序的可观察行为没有改变，他可以把它放在堆栈上;但这种情况不太可能发生，因为这不会以任何方式使程序的性能受益（并且还没有编写无意义的相关编译器）。

---

^1） [lex.string] / 8：

  

也引用普通的字符串文字和UTF-8字符串文字   作为窄字符串文字。窄字符串文字的类型为“数组”   of n const char“，其中 n 是下面定义的字符串的大小，   并且具有静态存储持续时间（3.7）。

Answer 3

参考N1570（C11草案）6.4.5/6 字符串文字（强调我的未来）：

  

在转换阶段7中，将值为零的字节或代码附加到每个多字节   由字符串文字或文字产生的字符序列。 ^78）   然后使用多字节字符序列初始化数组   静态存储持续时间和长度足以包含   序列。对于字符串文字，数组元素具有类型   char，并使用多字节的单个字节进行初始化   字符序列。

这意味着字符串文字具有整个程序执行的生命周期，如6.2.4/3 对象的存储持续时间中所述：

  

在没有存储类的情况下声明其标识符的对象   说明符_Thread_local，并且具有外部或内部链接或存储类说明符static，具有静态存储持续时间。它的   lifetime是程序的整个执行及其存储值   仅在程序启动之前初始化。

编译器不太可能将它们放在堆栈上，因为它的性质（提示：在函数调用之间保留）。

请注意，C Standard并未明确禁止在字符串上放置字符串文字。事实上，它甚至没有将这样的术语定义为堆栈，也不定义.data部分。这取决于编译器，选择符合标准的任何数据放置。

Answer 4

之前的答案已经从标准中引用，所以我将采用逻辑方法。

您可以将此文字字符串从RO数据部分复制到每次调用该函数的堆栈中：

const char* foo()
{
    const char str[] = "abcdef";
    return str;
}

但是这个函数返回一个指针。

你肯定不希望这个指针包含堆栈中的地址。

因此，在堆栈上分配文字字符串是没有意义的。

Answer 5

静态持续时间的所有内容必须保持分配，直到程序退出;这些东西可能位于堆栈上，但只有在执行任何用户代码之前分配它们。这样的设计是不寻常的，但在例如可能是有利的。一个插件架构，希望有几个线程同时运行一个插件，让每个线程的实例完全独立运行。如果架构将插件的所有实例共享相同的静态数据，那么至少从插件架构的角度来看，不应该共享的数据不应该是静态的。虽然让每个实例将其静态数据存储在从堆请求的空间块中可能更好，但这需要让每个实例在完成时释放该空间块。让每个插件实例在其堆栈上分配其所有数据（包括适当大小的char[]，在运行用户代码之前将其细分为满足malloc()或new请求）确保杀死与实例关联的线程会释放与之关联的存储。