文/楚雲風 出處/天極網
問題：內存使用
有人寫了一個將整數轉換爲字符串的函數：
char *itoa (int n)
{
char retbuf[20];
sprintf(retbuf, "%d", n);
return retbuf;
}
如果我調用這個函數：char *str5 = itoa(5)，str5會是什麼結果呢？
答案分析：
答案是不確定，可以確定的是肯定不是我們想要的 “5”。
retbuf定義在函數體中，是一個局部變量，它的內存空間位於棧（stack）中的某個位置，其作用範圍也僅限於在itoa()這個函數中。當 itoa()函數退出時，retbuf在調用棧中的內容將被收回，這時，這塊內存地址可能存放別的內容。因此將retbuf這個局部變量返回給調用者是達不到預期的目的的。
那麼如何解決這個問題呢，不用擔心，方法不但有，而且還不止一個，下面就來闡述三種能解決這個問題的辦法：
1)、在itoa()函數內部定義一個static char retbuf[20]，根據靜態變量的特性，我們知道，這可以保證函數返回後retbuf的空間不會被收回，原因是函數內的靜態變量並不是放在棧中，而是放在程序中一個叫“.bss”段的地方，這個地方的內容是不會因爲函數退出而被收回的。
這種辦法確實能解決問題，但是這種辦法同時也導致了itoa()函數變成了一個不可重入的函數（即不能保證相同的輸入肯定有相同的輸出），另外， retbuf [] 中的內容會被下一次的調用結果所替代，這種辦法不值得推薦。
2)、在itoa()函數內部用malloc() 爲retbuf申請內存，並將結果存放其中，然後將retbuf返回給調用者。由於此時retbuf位於堆（heap）中，也不會隨着函數返回而釋放，因此可以達到我們的目的。
但是有這樣一種情況需要注意：itoa()函數的調用者在不需要retbuf的時候必須把它釋放，否則就造成內存泄漏了，如果此函數和調用函數都是同一個人所寫，問題不大，但如果不是，則比較容易會疏漏此釋放內存的操作。
3)、將函數定義爲 char *itoa（int n， char *retbuf），且retbuf的空間由調用者申請和釋放，itoa()只是將轉換結果存放到retbuf而已。
這種辦法明顯比第一、二種方法要好，既避免了方法1對函數的影響，也避免了方法2對內存分配釋放的影響，是目前一種比較通行的做法。
[color=red] [size=large]4）參見《C++沉思錄》，還有一種方法是：類似方法2，但是調用者不需要釋放。retbuf所指向的內存塊的有效期保存到下一次itoa()函數調用爲止。但是，如果調用者需要保留原來的結果，需要複製一份。[/size][/color]
擴展分析：
其實就這個問題本身而言，我想大家都可以立刻想到答案，關鍵在於對內存這種敏感資源的正確和合理地利用，下面對內存做一個簡單的分析：
1)、程序中有不同的內存段，包括：
.data - 已初始化全局/靜態變量，在整個軟件執行過程中有效；
.bss - 未初始化全局/靜態變量，在整個軟件執行過程中有效；
.stack - 函數調用棧，其中的內容在函數執行期間有效，並由編譯器負責分配和收回；
.heap - 堆，由程序顯式分配和收回，如果不收回就是內存泄漏。
2)、自己使用的內存最好還是自己申請和釋放。
這可以說是一個內存分配和釋放的原則，比如說上面解決辦法的第二種，由itoa()分配的內存，最後由調用者釋放，就不是一個很好的辦法，還不如用第三種，由調用者自己申請和釋放。另外這個原則還有一層意思是說：如果你要使用一個指針，最好先確信它已經指向合法內存區了，如果沒有就得自己分配，要不就是非法指針訪問。很多程序的致命錯誤都是訪問一個沒有指向合法內存區的指針，這也包括空指針。
問題：內存使用
有人寫了一個將整數轉換爲字符串的函數：
char *itoa (int n)
{
char retbuf[20];
sprintf(retbuf, "%d", n);
return retbuf;
}
如果我調用這個函數：char *str5 = itoa(5)，str5會是什麼結果呢？
答案分析：
答案是不確定，可以確定的是肯定不是我們想要的 “5”。
retbuf定義在函數體中，是一個局部變量，它的內存空間位於棧（stack）中的某個位置，其作用範圍也僅限於在itoa()這個函數中。當 itoa()函數退出時，retbuf在調用棧中的內容將被收回，這時，這塊內存地址可能存放別的內容。因此將retbuf這個局部變量返回給調用者是達不到預期的目的的。
那麼如何解決這個問題呢，不用擔心，方法不但有，而且還不止一個，下面就來闡述三種能解決這個問題的辦法：
1)、在itoa()函數內部定義一個static char retbuf[20]，根據靜態變量的特性，我們知道，這可以保證函數返回後retbuf的空間不會被收回，原因是函數內的靜態變量並不是放在棧中，而是放在程序中一個叫“.bss”段的地方，這個地方的內容是不會因爲函數退出而被收回的。
這種辦法確實能解決問題，但是這種辦法同時也導致了itoa()函數變成了一個不可重入的函數（即不能保證相同的輸入肯定有相同的輸出），另外， retbuf [] 中的內容會被下一次的調用結果所替代，這種辦法不值得推薦。
2)、在itoa()函數內部用malloc() 爲retbuf申請內存，並將結果存放其中，然後將retbuf返回給調用者。由於此時retbuf位於堆（heap）中，也不會隨着函數返回而釋放，因此可以達到我們的目的。
但是有這樣一種情況需要注意：itoa()函數的調用者在不需要retbuf的時候必須把它釋放，否則就造成內存泄漏了，如果此函數和調用函數都是同一個人所寫，問題不大，但如果不是，則比較容易會疏漏此釋放內存的操作。
3)、將函數定義爲 char *itoa（int n， char *retbuf），且retbuf的空間由調用者申請和釋放，itoa()只是將轉換結果存放到retbuf而已。
這種辦法明顯比第一、二種方法要好，既避免了方法1對函數的影響，也避免了方法2對內存分配釋放的影響，是目前一種比較通行的做法。
[color=red] [size=large]4）參見《C++沉思錄》，還有一種方法是：類似方法2，但是調用者不需要釋放。retbuf所指向的內存塊的有效期保存到下一次itoa()函數調用爲止。但是，如果調用者需要保留原來的結果，需要複製一份。[/size][/color]
擴展分析：
其實就這個問題本身而言，我想大家都可以立刻想到答案，關鍵在於對內存這種敏感資源的正確和合理地利用，下面對內存做一個簡單的分析：
1)、程序中有不同的內存段，包括：
.data - 已初始化全局/靜態變量，在整個軟件執行過程中有效；
.bss - 未初始化全局/靜態變量，在整個軟件執行過程中有效；
.stack - 函數調用棧，其中的內容在函數執行期間有效，並由編譯器負責分配和收回；
.heap - 堆，由程序顯式分配和收回，如果不收回就是內存泄漏。
2)、自己使用的內存最好還是自己申請和釋放。
這可以說是一個內存分配和釋放的原則，比如說上面解決辦法的第二種，由itoa()分配的內存，最後由調用者釋放，就不是一個很好的辦法，還不如用第三種，由調用者自己申請和釋放。另外這個原則還有一層意思是說：如果你要使用一個指針，最好先確信它已經指向合法內存區了，如果沒有就得自己分配，要不就是非法指針訪問。很多程序的致命錯誤都是訪問一個沒有指向合法內存區的指針，這也包括空指針。
