一个程序的运行是需要内存的,那么我们平常写的程序的内存都是怎么分配的呢

(1)首先我们要知道,内存是真实存在的,内存是一个物理器件。它时由操作系统管理的,我们平常只要使用它就行了,为了方便管理。操作系统提供了很多种机制来管理内存,每一种机制都有其特点。
(2)三种内存来源:栈(stack)、堆(heap)、数据区(data)
(3)我们获取内存的来源就是其中一种,(C语言程序中)

1.什么是栈?

1.1.栈的特点
(1)使用时自动分配,用完自动释放。

 #include<stdio.h>
main()
{
int a = ;
int b = ; }

总结:a和b都是局部变量,都是栈内存,自动分配和释放

(2)栈内存反复使用。使用完后不会清零,这就是为什么每次分配局部变量若不初始化就是随机值的原因。

 int a ;
printf("a = %d\n",a);
// a是随机值

(3)临时性:函数不能返回栈变量的指针。局部变量的地址是不能返回的。在一个函数内部分配的局部变量在函数结束时,其内存就已经不存在了。返回其地址是很危险的。

 #include<stdio.h>
int * test();
main()
{
int * w; //局部变量,栈上分配
w = test();
*w = ;
} int* test()
{
int a = ; //局部变量,栈上分配 局部变量,作用域为test函数,生命周期为test函数从执行到执行完毕
int *p = &a;
return p;
}

分析:

(1)test函数能不能返回p的值?

test函数中的a和p都是局部变量,作用域为test函数,生命周期为test函数从执行到执行完毕,当test函数执行完后,为a和p分配的栈上的内存已经释放了。也就是说,原来分配的地址已经不能在被a和p使用了。这里可以返回p的值,只是没有意义了,而是很危险的行为。
(2)能不能通过 *w = 20?

能访问,但可能会出错,原a的内存已经被释放,原来的地址已经不再属于a,这时候就会使程序崩溃。访问了不属于它的地址。
(3)数组越界问题 (栈溢出)

 main()
{
int arr[]; //局部变量,栈上分配 arr[] = ;
}

给arr数组分配了5个地址空间,访问第11个空间则会出错。

2.什么是堆?

(1)操作系统堆管理器管理。堆管理器是操作系统的一个模块
(2)大块内存,分配自如。按需分配。
(3)堆内存手动分配&释放,malloc,free
(4)堆内存也是反复使用的, 堆管理器不会去清零堆内存,下一个使用的变量才去清零。
(5)堆内存。从分配到释放一直属于同一个进程,之前或者之后都不可以再访问。

 //堆内存的使用范例

 main()
{
int*p=(int *)malloc(*sizeof(int));
}
//使用malloc()分配的内存是在堆上分配的
//这里的p仍旧是栈上分配,p是一个指针。该指针指向的内存是堆内存。(4000个字节的首四个字节)

3.数据区

(1)数据段:(也被称作数据区、静态数据区、静态区)程序运行所需要的数据存放在这,比如函数执行过程中调用的一些变量(全局变量),产生的一些数据。注意:全局变量才算是程序的数据,局部变量算是函数的数据,局部变量不是程序的数据。 局部变量属于栈管理,在栈分配。
(2)bss段
bss段:(也叫ZI段,zero initial 段,bss段的特点就是被初始化为0,bss段本质上也是数据段,bss段就是被初始化为0的数据段)

总结:(1)全局变量初始化为非0,存放在数据段。
static修饰的局部变量存放到数据段
(2)全局变量 未初始化 或 初始化为0,存放在bss段
(3)bss段是数据区的一部分

4.代码段

就是存放代码的地方,需要注意的是像char *p="aabbcc";这样的也会被分配的代码段,代码段的东西时不可以被修改的。

接下来我们看一个程序,具体分析,每一个变量存放在哪里

 #include<stdio.h>

 int test1 =     //全局变量,数据区
int test2 = //初始化为0的全局变量,数据区的bss段
int test3 //未初始化全局变量,数据区的bss段 char * display();//代码段 void main()
{ int ok1 = ; /* 局部变量
int ok2 = 0; 栈上分配
int ok3; */ int * pre; //局部变量指针,栈上分配
pre = display(); } int * display();
{
char * word = "he is goudan";
//代码段 int * re = (int*)malloc(*sizeof(int));
//re指针在栈分配
//re指针指向的是内存在堆上分配
//当display()函数执行完毕后,re指针本身地址被释放,
//re所指向的堆内存依旧存在(若未保留该指针则内存泄漏)
return re;
}

总结:

(1)程序经过编译后,分成不同的段,程序就是由好多个段组成的。数据段,代码段,bss段。
(2)全局变量才属于程序的数据,局部变量属于函数的数据。
(3)有些特殊数据会放在代码段,像字符串。

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