C 語言記憶體分配陷阱：棧與堆的關鍵差異解析

前言：一次面試引發的深思

前陣子抱著「打醬油」的心態參加了學校某社團的幹部面試，沒想到卻被幾個看似簡單的 C 語言問題卡住了。面試結束後，我花了一整天時間徹底搞懂了這些問題，這才發現：平時多去面試還真有好處，至少能精準定位自己的技術盲區。今天就來深入剖析其中一道關於記憶體分配的經典面試題。

案例一：區域變數陷阱

請先看這段代碼：

void allocmem(char **p)
{
    char r[10] = {1};
    *p = r;
}

int main()
{
    int i;
    char *m = NULL;
    allocmem(&m);
    if (m)
    {
        for (i = 0; i < 10; i++)
            printf("m[%d] = %d\n", i, m[i]);
    }
    else
    {
        printf("alloc mem failed\n");
    }
    return 0;
}

運行結果顯示數據已經損壞，出現亂碼。為什麼？因為 r[10] 是 區域變數（棧上分配），函數 allocmem 返回後，棧幀銷毀，記憶體被系統回收，指標 m 變成了懸空指標，指向的內容不可預測。

案例二：動態分配的正確姿勢

再看這段代碼：

void allocmem(char **p)
{
    *p = malloc(10);
    memset(*p, 1, 10);
}

int main()
{
    int i;
    char *m = NULL;
    allocmem(&m);
    if (m)
    {
        for (i = 0; i < 10; i++)
            printf("m[%d] = %d\n", i, m[i]);
    }
    else
    {
        printf("alloc mem failed\n");
    }
    return 0;
}

這次輸出正常，全是 1。關鍵差異在於 malloc 在 堆上分配記憶體，函數結束不會自動釋放，必須由程式設計師手動 free。

核心總結：棧 vs 堆

避坑指南： 永遠不要返回區域變數的地址！若需跨函數使用記憶體，請使用動態分配（malloc/new）或靜態/全域變數。