C语言怎样利⽤好敏感的内存资源？

一、问题

内存是⼀个很敏感的资源，就像敏感肌肤⼀样，要百般呵护。同时，内存资源又很复杂，如何正确地使⽤内存资源不容易，能够正确并且合理地利⽤好内存资源就更不容易。下⾯通过⼀个例⼦，来讲解怎样利⽤好这个敏感的内存资源？

二、解答

定义⼀个函数 itoa()，实现的功能是将整数转换为字符串。在主函数中调⽤该功能函数，观察输出结果，相应代码如下。

#include <stdio.h>
char *itoa(int i)
{char buffer[20];sprintf(buffer, "%d", i);return buffer;
}
int main()
{char *strl = itoa(7);char *str2 = "hello";printf("str1=%s\nstr2=%s\n", strl, str2);
}

程序输出的结果会是 strl=7, str2=hello 吗？

buffer 是⼀个定义在 itoa() 函数中的局部变量，它的内存空间位于栈中，其作⽤范围也仅限于这个 itoa()函数中。

当退出 itoa() 函数时，buffer 中的内容将被收回。此时，这块内存可能存放其他内容，因此 buffer 这个局部变量返回给主函数是达不到想要的结果的。于是，输出的 str1 中的值是不确定的，并且不可能是“ 7 ”。程序的运⾏结果如下所示。

str1=
str2=hello

那么，如何解决这个内存问题呢？

⾸先，了解⼏个概念：程序中有不同的内存段、静态区、栈和堆，存放在栈中的数据会在调⽤函数结束后收回，那么存放在静态区和堆中的呢？已知在静态区中定义的变量，在整个软件执⾏过程中都有效，并且在堆中由程序显示分配和收回，如果不收回，就是内存泄露。由此概念，可以有以下两种解决⽅案：

（1）在 itoa() 函数中定义⼀个静态变量，如 static char buffer[20]，这样静态变量 buffer 在整个程序中都有效。但是，静态变量有⼀个弊端，不能保证相同的输⼊⼀定会有相同的输出。

（2）还可以将该变量存储在堆中。使⽤ malloc() 函数为 buffer 分配⼀块内存，在不使⽤该变量时再释放该内存，否则会引起内存泄露。

其实，最好的解决⽅法是⾃⼰使⽤的内存由⾃⼰申请和释放。上述解决⽅案（2）在函数中⾃⼰分配空间，但是要调⽤者释放该函数，容易遗漏，造成内存泄露。因此，⾃⼰的事情⾃⼰做可以避免错误。

解决⽅案为：在定义函数时，将 buffer 做为传递参数，由调⽤者申请和释放 buffer 的空间。itoa() 函数只负责将转换的结果存放到 buffer 中。