C语言内存分区，变量的作用域和生存周期

C语言内存分区

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   内存分为栈区（stack），堆区(heap)，全局区（静态区）(data区)，代码区（text segment）四个区。而每一个内存分区，又起着不同的作用。

• 栈区（stack）：栈是一种先进后出的内存结构，由编译器自动分配释放，存放函数的参数值、返回值、局部变量等。在程序运行过程中实时加载和释放，因此，局部变量的生存周期为申请到释放该段栈空间。

• 堆区(heap)：堆是一个大容器，它的容量要远远大于栈，但没有栈那样先进后出的顺序。用于动态内存分配。一般由程序员分配和释放，若程序员不释放，程序结束时由操作系统回收。

  栈区的生长方向是向下生长，堆区是向上增长。

• 全局区（静态区）(data区)：在这个分区里面存放着3个东西：

  • 未初始化的数据（BBS区）：全局未初始化数据，静态未初始化数据

  • 初始化的数据区：全局初始化数据，静态初始化数据，全局区默认初始化为0

  • 文字常量区：字符串常量

    全局区存放的是：
    全局变量，静态变量，文字常量。

• 代码区（text segment）：加载的是可执行文件代码段，所有的可执行代码都加载到代码区，这块内存是不可以在运行期间修改的。
  

变量的作用域和生命周期：

作用域：就是变量的范围
生命周期：就是变量的有效期

• 普通局部变量
  • 1、在{}内部定义的变量就是局部变量。
  • 2、只有执行到定义变量的这个语句，系统才会给整个变量分配空间。
  • 3、当离开{}这个非静态局部变量自动释放，无法使用。
  • 4、局部变量的作用域在当前{}，离开此大括号，变量无法使用。
  • 5、普通局部局部变量也叫自动变量auto。
  • 6、不在同一作用域的变量可以同名。取的时候是就近原则。
  • 7、普通局部变量不初始化默认为随机数。

 #include
int main()
{
int a=101;
if(1)
{

	int a = 2;
	printf("我是for循环里是a：%d\n", a);
}
printf("我是外面的a:%d\n", a);
return 0;

• 静态局部变量
  • 1、在{}内部定义的变量就是局部变量。
  • 2、函数没有调用前就存在。
  • 3、当离开{}这个静态局部变量不会自动释放，只有程序程序结束，static变量才自动释放。
  • 4、局部变量的作用域在当前{}，离开此大括号，变量无法使用。
  • 5、不在同一作用域的变量可以同名。取的时候是就近原则。
  • 6、如果局部变量不初始化，默认为0
  • 7、值有执行到的时候才初始化，初始化语句只会执行一次，但可以赋值多次。
  • 8、静态变量只能用常量初始化。

void static_fun()
{
	static int i = 1;
	i++;
	printf("%d\n",i);
}
int main()
{
	static_fun();
	static_fun();
} 	

普通局部变量和静态局部变量区别:

1. 内存分配和释放

   • 普通局部变量只有执行到定义变量的语句才分配空间。
   • 静态局部变量在编译阶段（函数还没有执行），变量的空间已经分配。
   • 普通局部变量离开作用域{},自动释放。
   • 静态局部变量只有在整个程序结束才自动释放。

2. 初始化

   • 普通局部变量不初始化,值为随机数。
   • 静态局部变量不初始化，值为0。
   • 静态局部变量初始化语句只有第一次执行时有效。
   • 静态局部变量只能用常量初始化。

• 普通全局变量

1. 在{}外面(函数外面）定义的变量为全局变量。
2. 只有定义了全局变量,任何地方都能使用此变量。
3. 如果使用变量时，在前面找不到此全局变量的定义，需要声明才能使用。
4. 全局变量不初始化,默认赋值为0。
5. 声明只针对全局变量，不针对声明多次。
6. 全局变量在编译阶段已经分配空间，程序结束，自动释放。
7. 全局变量只能定义一次，可以声明多次。
8. 不同文件，普通全局变量只能定义一次，可以声明多次。

void static_fun()
{
	extern int i;//声明全局变量
	i++;
	printf("%d\n",i);
}
int i = 1; //全局变量定义在下面
int main()
{
	static_fun();
	static_fun();
}

C语言对全局变量的缺陷：
如果定义一个全局变量，没有赋值（初始化），无法确定是定义，还是声明。
如果定义一个全局变量同时初始化，这个肯定是定义。
如果声明一个全局变量，建议初始化，如果声明一个全局变量建议加extern关键字

分文件编程的时候定义只定义在.c里定义，头文件用来声明来防止重复定义。

• 静态全局变量

  1. 静态全局变量和普通全局变量的区别就是作用域不一样。
  2. extern关键字只适合普通全局变量
  3. 普通全局变量所有文件都能使用，别的文件不能使用。
  4. 静态全局变量只能在本文件中使用，别的文件不能使用。
  5. 不同的文件只能出现一个普通全局变量的定义。
  6. 一个文件只能有一个静态全局变量的定义，不同文件之间的static全局变量，就算名字相同，也是没有关系的两个变量。
  • 普通函数和静态函数（文件作用域不一样）
  1. 所有的文件只能有一次普通函数的定义。
  2. 一个文件可以有一个静态函数的定义
  3. 普通函数所有文件都能调用，前提是声明
  4. 静态函数只能在定义所在的文件中使用