关于C 内存的分布详解

C程序一般分为

    

    1.程序段：程序段为程序代码在内存中的映射。一个程序可以在内存中多有个副本。

    

    2.初始化过的数据：在程序运行值初已经对变量进行初始化的

    

    3.未初始化过的数据：在程序运行初未对变量进行初始化的数据

    

    4.堆（stack）：存储局部，临时变量，在程序块开始时自动分配内存，结束时自动释放内存。存储函数的返回指针。

    

    5.栈（heap）：存储动态内存分配，需要程序员手工分配，手工释放。

    

    #include<stdio.h>

    

    int g1=0, g2=0, g3=0;

    

    intmax（int i）

    

    {

    

    int m1=0,m2,m3=0,*p_max;

    

    static n1_max=0,n2_max,n3_max=0;

    

    p_max =（int*）malloc（10）；

    

    printf（“打印max程序地址\n”）；

    

    printf（“in max: 0x%08x\n\n”,max）；

    

    printf（“打印max传入参数地址\n”）；

    

    printf（“in max: 0x%08x\n\n”,&i）；

    

    printf（“打印max函数中静态变量地址\n”）；

    

    printf（“0x%08x\n”,&n1_max）；//打印各本地变量的内存地址

    

    printf（“0x%08x\n”,&n2_max）；

    

    printf（“0x%08x\n\n”,&n3_max）；

    

    printf（“打印max函数中局部变量地址\n”）；

    

    printf（“0x%08x\n”,&m1）；//打印各本地变量的内存地址

    

    printf（“0x%08x\n”,&m2）；

    

    printf（“0x%08x\n\n”,&m3）；

    

    printf（“打印max函数中malloc分配地址\n”）；

    

    printf（“0x%08x\n\n”,p_max）；//打印各本地变量的内存地址

    

    if（i）return 1;

    

    elsereturn 0;

    

    }

    

    int main（int argc,char**argv）

    

    {

    

    staticint s1=0, s2, s3=0;

    

    int v1=0, v2, v3=0;

    

    int*p;

    

    p =（int*）malloc（10）；

    

    printf（“打印各全局变量（已初始化）的内存地址\n”）；

    

    printf（“0x%08x\n”,&g1）；//打印各全局变量的内存地址

    

    printf（“0x%08x\n”,&g2）；

    

    printf（“0x%08x\n\n”,&g3）；

    

    printf（“======================\n”）；

    

    printf（“打印程序初始程序main地址\n”）；

    

    printf（“main: 0x%08x\n\n”, main）；

    

    printf（“打印主参地址\n”）；

    

    printf（“argv: 0x%08x\n\n”,argv）；

    

    printf（“打印各静态变量的内存地址\n”）；

    

    printf（“0x%08x\n”,&s1）；//打印各静态变量的内存地址

    

    printf（“0x%08x\n”,&s2）；

    

    printf（“0x%08x\n\n”,&s3）；

    

    printf（“打印各局部变量的内存地址\n”）；

    

    printf（“0x%08x\n”,&v1）；//打印各本地变量的内存地址

    

    printf（“0x%08x\n”,&v2）；

    

    printf（“0x%08x\n\n”,&v3）；

    

    printf（“打印malloc分配的堆地址\n”）；

    

    printf（“malloc: 0x%08x\n\n”,p）；

    

    printf（“======================\n”）；

    

    max（v1）；

    

    printf（“======================\n”）；

    

    printf（“打印子函数起始地址\n”）；

    

    printf（“max: 0x%08x\n\n”,max）；

    

    return 0;

    

    }

    

    这个程序可以大致查看整个程序在内存中的分配情况：

    

    可以看出，传入的参数，局部变量，都是在栈顶分布，随着子函数的增多而向下增长。

    

    函数的调用地址（函数运行代码），全局变量，静态变量都是在分配内存的低部存在，而malloc分配的堆则存在于这些内存之上，并向上生长。

    

    在操作系统中，一个进程就是处于执行期的程序（当然包括系统资源），实际上正在执行的程序代码的活标本。那么进程的逻辑地址空间是如何划分的呢？

    

    左边的是UNIX/LINUX系统的执行文件，右边是对应进程逻辑地址空间的划分情况。

    

    首先是堆栈区（stack），堆栈是由编译器自动分配释放 ,存放函数的参数值，局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。栈的申请是由系统自动分配，如在函数内部申请一个局部变量 int h,同时判别所申请空间是否小于栈的剩余空间，如若小于的话，在堆栈中为其开辟空间，为程序提供内存，否则将报异常提示栈溢出。

    

    其次是堆（heap），堆一般由程序员分配释放， 若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收 .注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表。堆的申请是由程序员自己来操作的，在C中使用malloc函数，而C++中使用new运算符，但是堆的申请过程比较复杂：当系统收到程序的申请时，会遍历记录空闲内存地址的链表，以求寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点，然后将该结点从空闲结点链表中删除，并将该结点的空间分配给程序，此处应该注意的是有些情况下，新申请的内存块的首地址记录本次分配的内存块大小，这样在delete尤其是 delete[]时就能正确的释放内存空间。

    

    接着是全局数据区（静态区） （static），全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的全局变量和静态变量在一块区域， 未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。 另外文字常量区，常量字符串就是放在这里，程序结束后有系统释放。

    

    最后是程序代码区，放着函数体的二进制代码。

    

    举例说明一下：

    

    int a = 0;                   //全局初始化区

    

    char*p1;                //全局未初始化区

    

    int main（）

    

    {

    

        int b;                // 栈

    

        char s[]=“abc”;       //栈

    

        char*p2;             //栈

    

        char*p3 =“123456”;    //123456\0在常量区，而p3在栈上。

    

      staticint c =0;    //全局（静态）初始化区

    

        p1 =（char*）malloc（10）；

    

        p2 =（char*）malloc（20）；//分配得来得10和20字节的区域就在堆区。

    

        strcpy（p1,“123456”）；    //123456\0放在常量区，编译器可能会将它与p3所指向的“123456”优化成一个地方。