如果一个 C 函数被调用两次，它会创建一个在函数中声明的变量两次吗？

Question

我有一个用 C 编写的函数，它由一个像这样的指针变量组成

#include<stdio.h>
void print()
{
    char *hello="hello world";
    fprintf(stdout,"%s",hello);
}

void main()
{
    print();
    print();
}

如果我调用 print() 函数两次，它会为 hello 变量分配两次内存吗？

Answer 1

if i call the print() function twice, will it allocate the memory for the hello variable twice?

不，它是一个字符串文字，只分配一次。

您可以通过检查地址来确认：

fprintf(stdout,"%p: %s\n", hello, hello);

示例输出：

0x563b972277c4: hello world
0x563b972277c4: hello world

Answer 2

if i call the print() function twice, will it allocate the memory for the hello variable twice?

是的。但是，hello 是一个指针并且在 64 位机器上占用 8 个字节的堆栈 space。成本实际上是无法衡量的。此外，编译器根本不需要分配变量，因为您永远不会尝试获取它的地址。编译器可以自由有效地将您的代码转换为：

void print()
{
    fprintf(stdout, "%s", "hello world");
}

意味着 hello 的声明不会在运行时导致任何内存分配。并非出于所有意图和目的，将 hello 作为局部变量是 cost-free.

相比之下，zero-terminated 字符串文字“hello world”仅在应用程序的数据段中分配一次。编译器可以这样做是因为它知道 C 字符串文字是只读的，因此不允许修改它。此外，在运行时不会执行 dynamic 内存分配。字符串文字的内存是静态分配的，它的生命周期就是应用程序的生命周期。

因此，您的 print 函数本质上是尽可能廉价的 — 它根本不执行任何实际分配。

Answer 3

您可以将代码粘贴到 compiler explorer 以查看会发生什么。从您的代码中，这是生成的 assebler：

print():                              # @print()
        mov     rcx, qword ptr [rip + stdout]
        mov     edi, offset .L.str
        mov     esi, 11
        mov     edx, 1
        jmp     fwrite                  # TAILCALL
main:                                   # @main
        push    rax
        mov     rcx, qword ptr [rip + stdout]
        mov     edi, offset .L.str
        mov     esi, 11
        mov     edx, 1
        call    fwrite
        mov     rcx, qword ptr [rip + stdout]
        mov     edi, offset .L.str
        mov     esi, 11
        mov     edx, 1
        call    fwrite
        xor     eax, eax
        pop     rcx
        ret
.L.str:
        .asciz  "hello world"

重要的部分在最后：

.L.str:
        .asciz  "hello world"

"hello world" 仅在此处声明为全局变量，每次调用函数时都会使用 print。

就像这样声明：

#include<stdio.h>

const char* hello = "hello world";

void print()
{
    fprintf(stdout,"%s",hello);
}

void main()
{
    print();
    print();
}

在这种情况下，编译器看到了优化并进行了优化。但是，我不能肯定地说情况总是如此，因为它不能依赖于编译器。

Answer 4

hello变量

自动变量在函数退出时结束它们的生命。因此，当您在函数内部时，内存只会在堆栈上分配。当函数存在时它将被释放。

字符串文字具有程序生命周期并且是存储文字的地方（通常是 .rodata 段）。这个区域在程序构建期间被填充，它在内存中的实际表示方式取决于实现

如果一个 C 函数被调用两次，它会创建一个在函数中声明的变量两次吗？

If a C function is called twice will it create a variable declared in the function twice?

c

printf

stdio

dynamic-memory-allocation