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  • C语言内存分配方法。

    当C程序运行在操作系统上时,操作系统会给每一个程序分配一定的栈空间。

    堆为所有程序共有的,需要时需要申请访问。

    一、栈

      局部变量、函数一般在栈空间中。  

      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  

      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。

      

    #include<stdio.h>
    #include<stdlib.h>
    int main(void)
    {
        int *p=(int *)malloc(1000000000*sizeof(int));// a[1000]
        if(NULL==p)
        {
            printf("malloc error!
    ");
            return -1;
        }
        free(p);
        p=NULL;
        return 0;
    }

    三、段

      1.代码段

      存放代码的地方。只能访问,不能修改。

      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。

      2.数据段

      全局变量存放的地方。

      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)

      3.bss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。

    ★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。

        

    char *p="linux";//指针指向代码段“linux”
    char a[]="linux";//将代码段的“linux”复制到数据段或栈堆中
    
    *(p+1)='c';//无法修改仍为"linux"
    a[1]='c';//可以修改  为"lcnux"


      (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)。

    ★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)

    ★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。(堆内存对程序就好象公共图书馆对于人);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,出了函数不会用到,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
      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。(堆内存就好象租房、数据段就好象买房。堆内存就好象图书馆借书,数
      据段就好象自己书店买书)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。

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