5. 常量区：字符串常量、const变量存储位置

常量区，这个名字听起来就挺直白的——存常量的地方。但说实话，我刚入行那会儿，对这块的理解也踩过坑。我记得有一次排查一个诡异的崩溃问题，折腾了两天才发现，问题就出在常量区的内存分配上。嗯，今天咱们就把这块彻底聊透。

5.1 常量区到底存了啥？

常量区，也叫只读数据段（.rodata）。它存放的是那些在程序运行期间不会改变的数据。说白了，就是编译器帮你保证“这东西你别想改”。

具体来说，常量区主要存放这几类东西：

• 字符串常量：比如 "hello world" 这种直接写在代码里的字符串
• 全局 const 变量：用 const 修饰的全局变量
• 静态 const 变量：用 static const 修饰的变量
• 某些编译期确定的常量表达式

5.2 字符串常量的存储位置

先看一个最常见的例子：

const char* str = "hello";
char* str2 = "world";

这两行代码，"hello" 和 "world" 这两个字符串常量，都存放在常量区。指针 str 和 str2 本身在栈上（如果是局部变量），但它们指向的是常量区的地址。

这里有个坑，我必须要提醒你：

char* p = "hello";
p[0] = 'H';  // 试图修改字符串常量

char p[] = "hello";
p[0] = 'H';  // 没问题，这是在栈上拷贝了一份

为什么会这样？因为 char p[] = "hello" 会在栈上分配一个数组，然后把常量区的字符串拷贝过来。而 char* p = "hello" 只是让指针指向常量区，并没有拷贝。

5.3 const 变量的存储位置

const 变量的存储位置，其实比你想的要复杂一些。它取决于 const 变量是局部的还是全局的，以及编译器怎么优化。

我个人习惯把 const 变量分为两类：

• 编译期常量：值在编译时就确定了，比如 const int MAX = 100;（全局）。这种通常放在常量区。
• 运行期常量：值在运行时才确定，比如函数参数 void foo(const int n)。这种在栈上，只是编译器禁止你修改它。

5.4 常量区的内存布局

咱们来看看常量区在整个进程内存空间中的位置。我画了一张图，帮你直观理解：

从这张图可以看出，常量区在数据段的下方（更低地址）。它和代码段（.text）一样，都是只读的。操作系统会把它们映射到物理内存的只读页上。

5.5 一个容易混淆的问题

你可能会问：const int a = 10; 如果定义在函数内部，它到底在哪？

嗯，这个问题我当年也纠结过。答案是：在栈上。因为局部 const 变量的值可能是在运行时才确定的，比如：

void foo(int x) {
    const int n = x + 1;  // 运行时确定
    // n 在栈上
}

但如果是：

void bar() {
    const int n = 10;  // 编译期确定
    // 现代编译器可能会优化，直接替换为常量，不分配存储空间
}

对于编译期就能确定的局部 const 变量，编译器通常不会给它分配内存，而是直接在使用的地方替换成常量值。这就是所谓的“常量折叠”优化。

5.6 避坑指南

我在项目中遇到过几次跟常量区相关的 bug，这里分享两个最常见的：

坑一：字符串常量比较

const char* s1 = "hello";
const char* s2 = "hello";
if (s1 == s2) {
    // 这可能是 true，也可能是 false！
    // 取决于编译器是否做了字符串池化
}

有些编译器会把相同的字符串常量合并到同一个地址（字符串池化），所以 s1 == s2 可能为 true。但这不是 C++ 标准保证的。正确的做法是用 strcmp 或者 std::string。

坑二：返回局部字符串常量的指针

const char* getStr() {
    return "hello";  // 没问题，返回的是常量区地址
}

const char* getStr2() {
    char buf[] = "hello";
    return buf;  // 大问题！返回的是栈上地址，函数返回后失效
}

第一个函数没问题，因为字符串常量在常量区，程序整个生命周期都存在。第二个函数就危险了，返回的是栈上数组的地址，函数返回后这块内存就被回收了。

5.7 常量区的大小限制

常量区的大小是有限制的，虽然通常比栈大得多。我记得有一次在嵌入式项目里，一个同事在代码里写了一个巨大的常量数组：

const int big_table[] = {
    // 几万个元素...
};

结果链接的时候报错了，说 .rodata 段溢出。嗯，常量区虽然大，但不是无限的。在嵌入式系统或者有内存限制的环境下，要注意常量区的大小。

一般来说，桌面系统和服务器上，常量区的大小限制在几百 MB 到几 GB 之间，具体取决于操作系统和链接器配置。但在嵌入式系统上，可能只有几十 KB。

好了，常量区这块就聊到这儿。记住一句话：常量区的东西，只读不写。写就崩。