解析C语言的堆、栈和代码段、数据…

一、栈的详解

运行时自动分配&自动回收：栈是自动管理的，程序员不需要手工干预。方便简单。

反复使用：栈内存在程序中其实就是那一块空间，程序反复使用这一块空间。

脏内存：栈内存由于反复使用，每次使用后程序不会去清理，因此分配到时保留原来的值。

临时性：（函数不能返回栈变量的指针，因为这个空间是临时的）

栈会溢出：因为操作系统事先给定了栈的大小，如果在函数中无穷尽的分配栈内存总能用完。

二、堆内存详解

操作系统堆管理器管理：堆管理器是操作系统的一个模块，堆管理内存分配灵活，按需分配。

大块内存：堆内存管理者总量很大的操作系统内存块，各进程可以按需申请使用，使用完释放。

程序手动申请&释放：手工意思是需要写代码去申请malloc和释放free。

脏内存：堆内存也是反复使用的，而且使用者用完释放前不会清除，因此也是脏的。

临时性：堆内存只在malloc和free之间属于我这个进程，而可以访问。在malloc之前和free之后

都不能再访问，否则会有不可预料的后果。

三、代码段、数据段、bss段

1.

(1)编译器在编译程序的时候，将程序中的所有的元素分成了一些组成部分，各部分构成一个段，所以说段是可执行程序的组成部分。

(2)代码段：代码段就是程序中的可执行部分，直观理解代码段就是函数堆叠组成的。

(3)数据段（也被称为数据区、静态数据区、静态区）：数据段就是程序中的数据，直观理解就是C语言程序中的全局变量。（注意：全局变量才算是程序的数据，局部变量不算程序的数据，只能算是函数的数据）

(4)bss段（又叫ZI(zero initial)段）：bss段的特点就是被初始化为0，bss段本质上也是属于数据段，bss段就是被初始化为0的数据段。

注意区分：数据段（.data）和bss段的区别和联系：二者本来没有本质区别，都是用来存放C程序中的全局变量的。区别在于把显示初始化为非零的全局变量存在.data段中，而把显式初始化为0或者并未显式初始化（C语言规定未显式初始化的全局变量值默认为0）的全局变量存在bss段。

2、有些特殊数据会被放到代码段

(1)C语言中使用char *p = "linux";定义字符串时，字符串"linux"实际被分配在代码段，也就是说这个"linux"字符串实际上是一个常量字符串而不是变量字符串。

(2)const型常量：C语言中const关键字用来定义常量，常量就是不能被改变的量。const的实现方法至少有2种：第一种就是编译将const修饰的变量放在代码段去以实现不能修改（普遍见于各种单片机的编译器）；第二种就是由编译器来检查以确保const型的常量不会被修改，实际上const型的常量还是和普通变量一样放在数据段的（gcc中就是这样实现的）。

3、显式初始化为非零的全局变量和静态局部变量放在数据段

(1)放在.data段的变量有2种：第一种是显式初始化为非零的全局变量。第二种是静态局部变量，也就是static修饰的局部变量。（普通局部变量分配在栈上，静态局部变量分配在.data段）

4、未初始化或显式初始化为0的全局变量放在bss段

(1)bss段和.data段并没有本质区别，几乎可以不用明确去区分这两种。

总结：C语言中所有变量和常量所使用的内存无非以上三种情况。

(1)相同点：三种获取内存的方法，都可以给程序提供可用内存，都可以用来定义变量给程序用。

(2)不同点：栈内存对应C中的普通局部变量（别的变量还用不了栈，而且栈是自动的，由编译器和运行时环境共同来提供服务的，程序员无法手工控制）；堆内存完全是独立于我们的程序存在和管理的，程序需要内存时可以去手工申请malloc，使用完成后必须尽快free释放。（堆内存对程序就好像公共图书馆对于人）；数据段对于程序来说对应C程序中的全局变量和静态局部变量。

(3)如果我需要一段内存来存储数据，我究竟应该把这个数据存储在哪里？（或者说我要定义一个变量，我究竟应该定义为局部变量还是全局变量还是用malloc来实现）。不同的存储方式有不同的特点，简单总结如下：

* 函数内部临时使用，除了函数不会用到，就定义局部变量；

* 堆内存和数据段几乎拥有完全相同的属性，大部分时候是可以完全替换的。但是生命周期不一样：

 堆内存的生命周期是从malloc开始到free结束，而全局变量是从整个程序一开始执行就开始，

 直到整个程序结束才会消灭，伴随程序运行的一生。

启示：如果你这个变量只是在程序的一个阶段有用，用完就不用了，就适合用堆内存；如果这个变量本身和程序是一生相伴的，那就适合用全局变量。（堆内存就好像租房、数据段就好像买房。堆内存就好像图书馆借书，数

 据段就好像自己去书店买书）你以后会慢慢发现：买不如租，堆内存的使用比全局变量广泛。