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)時加載和釋放，因此，局部變量的生存周期為申請到釋放該段?？臻g。

堆區(qū)（heap）

堆是一個大容器，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右大括號結(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右大括號結(jié)束。

生命周期：程序啟動開始，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采用就近原則

開辟釋放 heap 空間

void *malloc(size_t size); 申請 size 大小的空間

返回實(shí)際申請到的內(nèi)存空間首地址。 【我們通常拿來當(dāng)數(shù)組用】

void free(void *ptr); 釋放申請的空間

參數(shù)： malloc返回的地址值。

使用 heap 空間

空間時連續(xù)。 當(dāng)成數(shù)組使用。

free后的空間，不會立即失效。 通常將free后的 地址置為NULL。

free 地址必須 是 malloc申請地址。否則出錯。

如果malloc之后的地址一定會變化，那么使用臨時變量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++;
	}
	// 釋放申請的內(nèi)存。
	free(tmp);
	p = NULL;
	system("pause");
	return EXIT_SUCCESS;
}

二級指針對應(yīng)的 heap空間

申請外層指針： char **p = (char **)malloc(sizeof(char *) * 5);

申請內(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！

最新評論