C语言学习笔记——堆和栈——未整理

C语言笔记

 

 

栈区

    栈stack是一种先进后出的内存结构，所有的自动变量，函数的形参都是由编译器自动放出栈中，当一个自动变量超出其作用域时，自动从栈中弹出。出入栈是由C语言编译器自动分配释放。

    栈不会很大，一般都是以K为单位。

栈溢出：当栈空间已满，但还往栈内存压变量，叫做栈溢出。

速度较快，效率较高

 

堆区

    堆heap和栈一样，也是一种在程序运行过程中可以随时修改的内存区域，但是没有栈那样先进后出的顺序。

    堆是一个大容器，它的容量要远大于栈，在C语言中，对内空间的申请和释放需要手动通过代码来完成。堆使用完后必须释放。速度较慢，效率较低。

    堆的分配和释放——malloc()和free()（在stdlib.h中定义）

 

静态区（static）——存储全局变量和静态变量。程序结束后由系统自动释放。

 

代码区（code）——存放函数的程序代码，执行的过程中不能修改。

 

不能将一个栈变量的地址通过函数的返回值返回。

即：在函数中定义的变量地址不能作为该函数的返回值。

函数可以通过返回值返回一个堆地址，但是在后边一定要配合free()使用。

//*************************************

int *geta()//错误，栈地址不能作为函数返回值

{

    int a = 0;

    return &a;    

}

//*************************************

int *getb()    //正确，申请的堆空间可以作为函数返回值，要配合free()函数使用

{

    int *p = malloc();

    return p;

}

//************************************

int *getc()    //正确，static变量在静态区，程序运行，地址一直有效，不能使用free()释放

{

    static int a = 0;

    return &a;

}

//************************************

void getheap(int *p)    //p是形参，定义在栈中，函数执行完后，p被释放，p所指向的堆空间没有被释放，导致p指向的具体堆空间的地址丢失。

{

    p = malloc();

}

int main()

{

    int *p = NULL;

    getheap(p);

    ......

    free(p);

    return 0;

}

//错误

//***********************************

void getheap(int **p)    //正确

{

    *p = malloc();

}

int main()

{

    int *p = NULL;

    getheap(p);

    ......

    free(p);

    return 0;

}

//***********************************

int *getheap(int *p)    //正确

{

    p = malloc();

    return p;

}

int main()

{

    int *p = NULL;

    p = getheap(p);

    ......

    free(p);

    return 0;

}

//***********************************

 

 

2、堆栈和内存映射

每个线程都有自己专属的栈，先进后出

栈的最大尺寸固定超出则会引起栈溢出

变量离开作用范围后，栈上的数据会自动释放

堆上内存必须手工释放，

int main()

{

    int i = 0;

    scanf("%d", &i);

    int array[i];    //错误，定义数组时，数组长度必须是常量，不能是变量

    int *array = malloc();

]

 

明确知道数据占用多少内存，数据量很小——使用栈空间

不确定需要多少内存，大量数据——使用堆空间

 

堆（heap）：由程序员控制，使用malloc/free操作

栈（stack）：预先设定大小，自动分配与释放

堆和栈占用内存数据区空间

 

内存映射：

栈：

栈顶从高地址向低地址方向增长

存储非静态局部变量、函数参数、返回地址

C语言中函数的参数列表是从右往左入栈的

 

堆的分配和释放

在Linux下查看C语言程序内存使用情况：

编写C语言程序，编译运行，ps -u test——查看进程PID，cd /proc，cd PID，cat maps——显示内存使用情况，cat smaps——显示更详细的内存使用情况。

操作系统在管理内存时，最小单位不是字节，而是内存页，内存页大小一般为4K

32位系统最多管理4GB内存

 

calloc()函数在堆空间中定义一块内存，并将其初始化为0；

 

realloc(NULL, 5);    等同于    malloc(5);