C語言內(nèi)存分布與heap空間分別詳細(xì)講解
內(nèi)存分布
程序沒有加載到內(nèi)存前,可執(zhí)行程序內(nèi)部已經(jīng)分好3段信息,分別為代碼區(qū)(text)、數(shù)據(jù)區(qū)(data)和未初始化數(shù)據(jù)區(qū)(bss)3 個(gè)部分(有些人直接把data和bss合起來叫做靜態(tài)區(qū)或全局區(qū))。
代碼區(qū)
存放 CPU 執(zhí)行的機(jī)器指令。通常代碼區(qū)是可共享的(即另外的執(zhí)行程序可以調(diào)用它),使其可共享的目的是對(duì)于頻繁被執(zhí)行的程序,只需要在內(nèi)存中有一份代碼即可。代碼區(qū)通常是只讀的,使其只讀的原因是防止程序意外地修改了它的指令。另外,代碼區(qū)還規(guī)劃了局部變量的相關(guān)信息。
全局初始化數(shù)據(jù)區(qū)/靜態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)(data段)
該區(qū)包含了在程序中明確被初始化的全局變量、已經(jīng)初始化的靜態(tài)變量(包括全局靜態(tài)變量和局部靜態(tài)變量)和常量數(shù)據(jù)(如字符串常量)。
未初始化數(shù)據(jù)區(qū)(又叫 bss 區(qū))
存入的是全局未初始化變量和未初始化靜態(tài)變量。未初始化數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)在程序開始執(zhí)行之前被內(nèi)核初始化為 0 或者空(NULL)。
程序在加載到內(nèi)存前,代碼區(qū)和全局區(qū)(data和bss)的大小就是固定的,程序運(yùn)行期間不能改變。然后,運(yùn)行可執(zhí)行程序,系統(tǒng)把程序加載到內(nèi)存,除了根據(jù)可執(zhí)行程序的信息分出代碼區(qū)(text)、數(shù)據(jù)區(qū)(data)和未初始化數(shù)據(jù)區(qū)(bss)之外,還額外增加了棧區(qū)、堆區(qū)。
代碼區(qū)(text segment)
加載的是可執(zhí)行文件代碼段,所有的可執(zhí)行代碼都加載到代碼區(qū),這塊內(nèi)存是不可以在運(yùn)行期間修改的。
未初始化數(shù)據(jù)區(qū)(BSS)
加載的是可執(zhí)行文件BSS段,位置可以分開亦可以緊靠數(shù)據(jù)段,存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)(全局未初始化,靜態(tài)未初始化數(shù)據(jù))的生存周期為整個(gè)程序運(yùn)行過程。
全局初始化數(shù)據(jù)區(qū)/靜態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)(data segment)
加載的是可執(zhí)行文件數(shù)據(jù)段,存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)段(全局初始化,靜態(tài)初始化數(shù)據(jù),文字常量(只讀))的數(shù)據(jù)的生存周期為整個(gè)程序運(yùn)行過程。
棧區(qū)(stack)
棧是一種先進(jìn)后出的內(nèi)存結(jié)構(gòu),由編譯器自動(dòng)分配釋放,存放函數(shù)的參數(shù)值、返回值、局部變量等。在程序運(yùn)行過程中實(shí)時(shí)加載和釋放,因此,局部變量的生存周期為申請(qǐng)到釋放該段??臻g。
堆區(qū)(heap)
堆是一個(gè)大容器,它的容量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于棧,但沒有棧那樣先進(jìn)后出的順序。用于動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配。堆在內(nèi)存中位于BSS區(qū)和棧區(qū)之間。一般由程序員分配和釋放,若程序員不釋放,程序結(jié)束時(shí)由操作系統(tǒng)回收。
變量
局部變量:
概念:定義在函數(shù)內(nèi)部的變量。
作用域:從定義位置開始,到包裹該變量的第一個(gè)右大括號(hào)結(jié)束。
生命周期:局部變量:從變量定義開始,函數(shù)調(diào)用完成。 --- 函數(shù)內(nèi)部。
全局變量:
概念:定義在函數(shù) 外 部的變量。
作用域:從定義位置開始,默認(rèn)到本文件內(nèi)部。 其他文件如果想使用,可以通過聲明方式將作用域?qū)С觥?/p>
生命周期:程序啟動(dòng)開始,程序終止結(jié)束。 --- 程序執(zhí)行期間。
static全局變量:
定義語法: 在全局變量定義之前添加 static 關(guān)鍵字。 static int a = 10;
作用域:被限制在本文件內(nèi)部,不允許通過聲明導(dǎo)出到其他文件。
生命周期:程序啟動(dòng)開始,程序終止結(jié)束。 --- 程序執(zhí)行期間。
static局部變量:
定義語法: 在局部變量定義之前添加 static 關(guān)鍵字。
特性: 靜態(tài)局部變量只定義一次。在全局位置。 通常用來做計(jì)數(shù)器。
作用域:從定義位置開始,到包裹該變量的第一個(gè)右大括號(hào)結(jié)束。
生命周期:程序啟動(dòng)開始,程序終止結(jié)束。 --- 程序執(zhí)行期間
全局函數(shù): 函數(shù)
定義語法: 函數(shù)原型 + 函數(shù)體
生命周期:程序啟動(dòng)開始,程序終止結(jié)束。 --- 程序執(zhí)行期間。
static函數(shù):
定義語法:static + 函數(shù)原型 + 函數(shù)體
static 函數(shù) 只能在 本文件內(nèi)部使用。 其他文件即使聲明也無效。
生命周期:程序啟動(dòng)開始,程序終止結(jié)束。 --- 程序執(zhí)行期間。
內(nèi)存4區(qū)模型
代碼段:.text段。 程序源代碼(二進(jìn)制形式)。
數(shù)據(jù)段:只讀數(shù)據(jù)段 .rodata段。初始化數(shù)據(jù)段 .data段。 未初始化數(shù)據(jù)段 .bss 段。
stack:棧。 在其之上開辟 棧幀。 windows 1M --- 10M Linux: 8M --- 16M
heap:堆。 給用戶自定義數(shù)據(jù)提供空間。 約 1.3G+
當(dāng)全局變量與局部變量命名沖突時(shí)采用就近原則
開辟釋放 heap 空間
void *malloc(size_t size); 申請(qǐng) size 大小的空間
返回實(shí)際申請(qǐng)到的內(nèi)存空間首地址。 【我們通常拿來當(dāng)數(shù)組用】
void free(void *ptr); 釋放申請(qǐng)的空間
參數(shù): malloc返回的地址值。
使用 heap 空間
空間時(shí)連續(xù)。 當(dāng)成數(shù)組使用。
free后的空間,不會(huì)立即失效。 通常將free后的 地址置為NULL。
free 地址必須 是 malloc申請(qǐng)地址。否則出錯(cuò)。
如果malloc之后的地址一定會(huì)變化,那么使用臨時(shí)變量tmp 保存。
代碼
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS #include <stdio.h> #include <string.h> #include <stdlib.h> #include <math.h> #include <time.h> int main() { //int arr[1000000] = {10, 20, 40}; int *p = (int *)malloc(sizeof(int) * 10); //char *str = (char *)malloc(sizeof(char)*10); if (p == NULL) { printf("malloc error\n"); return -1; } char *tmp = p; // 記錄malloc返回的地址值。用于free // 寫數(shù)據(jù)到 malloc 空間。 for (size_t i = 0; i < 10; i++) { p[i] = i + 10; } // 讀出malloc空間中的數(shù)據(jù) //for (size_t i = 0; i < 10; i++) //{ // printf("%d ", *(p+i)); //} for (size_t i = 0; i < 10; i++) { printf("%d ", *p); p++; } // 釋放申請(qǐng)的內(nèi)存。 free(tmp); p = NULL; system("pause"); return EXIT_SUCCESS; }
二級(jí)指針對(duì)應(yīng)的 heap空間
申請(qǐng)外層指針: char **p = (char **)malloc(sizeof(char *) * 5);
申請(qǐng)內(nèi)層指針:
for(i = 0; i < 5; i++) { p[i] = (char *)malloc(sizeof(char) *10); }
使用: 不能修改 p 的值。
for(i = 0; i < 5; i++) { strcpy(p[i], "helloheap"); }
釋放內(nèi)層:
for(i = 0; i < 5; i++) { free(p[i]); }
釋放外層:
free(p);
到此這篇關(guān)于C語言內(nèi)存分布與heap空間分別詳細(xì)講解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C語言內(nèi)存分布與heap空間內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
相關(guān)文章
C++實(shí)現(xiàn)LeetCode(109.將有序鏈表轉(zhuǎn)為二叉搜索樹)
這篇文章主要介紹了C++實(shí)現(xiàn)LeetCode(109.將有序鏈表轉(zhuǎn)為二叉搜索樹),本篇文章通過簡(jiǎn)要的案例,講解了該項(xiàng)技術(shù)的了解與使用,以下就是詳細(xì)內(nèi)容,需要的朋友可以參考下2021-07-07C語言詳細(xì)分析宏定義與預(yù)處理命令的應(yīng)用
宏定義是用宏名來表示一個(gè)字符串,在宏展開時(shí)又以該字符串取代宏名,這只是一種簡(jiǎn)單的替換。字符串中可以含任何字符,可以是常數(shù),也可以是表達(dá)式,預(yù)處理程序?qū)λ蛔魅魏螜z查,如有錯(cuò)誤,只能在編譯已被宏展開后的源程序時(shí)發(fā)現(xiàn)2022-07-07C/C++實(shí)現(xiàn)貪吃蛇逐步運(yùn)動(dòng)效果
這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了C/C++實(shí)現(xiàn)貪吃蛇逐步運(yùn)動(dòng)效果的相關(guān)資料,文中示例代碼介紹的非常詳細(xì),具有一定的參考價(jià)值,感興趣的小伙伴們可以參考一下2016-05-05C++11?lambda(匿名函數(shù))表達(dá)式詳細(xì)介紹
lambda 表達(dá)式(lambda expression)是一個(gè)匿名函數(shù),C++11中的lambda表達(dá)式用于定義并創(chuàng)建匿名的函數(shù)對(duì)象,以簡(jiǎn)化編程工作,下面這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于C++11?lambda(匿名函數(shù))表達(dá)式的相關(guān)資料,需要的朋友可以參考下2022-07-07Assert(斷言實(shí)現(xiàn)機(jī)制深入剖析)
言前后最好空一格[編程風(fēng)格的問題,按你自已的喜好,適合自已就最好]。斷言只是用來檢查程序的邏輯正確性,不能代替條件替換。斷言比printf語句這種形式的打印好使2013-09-09C語言實(shí)現(xiàn)隨機(jī)發(fā)撲克牌
這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了C語言實(shí)現(xiàn)隨機(jī)發(fā)撲克牌,文中示例代碼介紹的非常詳細(xì),具有一定的參考價(jià)值,感興趣的小伙伴們可以參考一下2020-04-04c語言中實(shí)現(xiàn)數(shù)組幾個(gè)數(shù)求次大值
這篇文章主要介紹了c語言中實(shí)現(xiàn)數(shù)組幾個(gè)數(shù)求次大值,具有很好的參考價(jià)值,希望對(duì)大家有所幫助。如有錯(cuò)誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教2022-12-12C++與namespace有關(guān)的兩個(gè)編譯錯(cuò)誤的講解
今天小編就為大家分享一篇關(guān)于C++與namespace有關(guān)的兩個(gè)編譯錯(cuò)誤的講解,小編覺得內(nèi)容挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,具有很好的參考價(jià)值,需要的朋友一起跟隨小編來看看吧2019-04-04C++構(gòu)造函數(shù)初始化列表的實(shí)現(xiàn)詳解
構(gòu)造函數(shù)主要作用在于創(chuàng)建對(duì)象時(shí)為對(duì)象的成員屬性賦值,構(gòu)造函數(shù)由編譯器自動(dòng)調(diào)用,無須手動(dòng)調(diào)用;析構(gòu)函數(shù)主要作用在于對(duì)象銷毀前系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用,執(zhí)行一 些清理工作2022-09-09