C 記憶體分配情況

2021-06-26 19:29:44 字數 3665 閱讀 1699

1、程式**區:存放函式體的二進位制**。 

2、全域性區資料區:全域性資料區劃分為三個區域。全域性變數和靜態變數的儲存是放在一塊的,初始化的全域性變數和靜態變數在一塊區域,未初始化的全域性變數和未初始化的靜態變數在相鄰的另一塊區域。常量資料存放在另乙個區域裡。這些資料在程式結束後由系統釋放。我們所說的bss段(bss segment)通常是指用來存放程式中未初始化的全域性變數的一塊記憶體區域。bss是英文block started by symbol的簡稱。

3、棧區:由編譯器自動分配釋放,存放函式的引數值,區域性變數的值等。其操作方式類似於資料結構中的棧。

4、堆區:一般由程式設計師分配釋放,若程式設計師不釋放,程式結束時可能由os**。注意它與資料結構中的堆是兩回事,分配方式倒是類似於鍊錶。

5、命令列引數區:存放命令列引數和環境變數的值。 

關於區域性的字串常量是存放在全域性的常量區還是棧區,不同的編譯器有不同的實現。可以通過組合語言察看一下。不過vc環境下,區域性常量就像區域性變數一樣儲存於棧中,全域性常量、字元常量儲存於文字常量區。tc在常量區。

在linux下:可以通過引數-c來編譯生成彙編檔案。如: 

gcc -c *.c

gcc *.o -map test.txt -o test.elf

用文字編輯器檢視test.txt檔案,你就看到那些bss段,data段,text段等資訊了,但是沒有堆疊段相關資訊,用objdump命令檢視.o檔案的反彙編後的資訊,或者用gcc -s *.c,檢視各個.s檔案就明白了。 c

語言程式編譯的記憶體分配:

1.棧區(stack) --編譯器自動分配釋放,主要存放函式的引數值,區域性變數值等;

2.堆區(heap) --由程式設計師分配釋放;

3.全域性區或靜態區 --存放全域性變數和靜態變數;程式結束時由系統釋放,分為全域性初始化區和全域性未初始化區;

4.字元常量區 --常量字串放與此,程式結束時由系統釋放;

5.程式**區

例: int a=0; //全域性初始化區

char *p1; //全域性未初始化區

void main()

堆與棧的區別 

一、預備知識―程式的記憶體分配

乙個由c/c++編譯的程式占用的記憶體分為以下幾個部分

1、棧區(stack)― 

由編譯器自動分配釋放,存放函式的引數值,區域性變數的值等。其操作方式類似於資料結構中的棧。 

2、堆區(heap) ― 

一般由程式設計師分配釋放,若程式設計師不釋放,程式結束時可能由os** 。注意它與資料結構中的堆是兩回事,分配方式倒是類似於鍊錶。

3、全域性區(靜態區)(static)―,全域性變數和靜態變數的儲存是放在一塊的,初始化的全域性變數和靜態變數在一塊區域,未初始化的全域性變數和未初始化的靜態變數在相鄰的另一塊區域。程式結束後由系統釋放。

4、文字常量區  ―常量字串就是放在這裡的。程式結束後由系統釋放

5、程式**區―存放函式體的二進位制**。

二、例子程式

這是乙個前輩寫的,非常詳細

ppint a = 0; 全域性初始化區 

char *p1; 全域性未初始化區 

main()   

二、堆和棧的理論知識 

2.1申請方式 

stack:

由系統自動分配。 例如,宣告在函式中乙個區域性變數 int b; 系統自動在棧中為b開空  間。 

heap:

需要程式設計師自己申請,並指明大小,在c中malloc函式 

如p1 = (char *)malloc(10);

在c++中用new運算子

如p2 = (char *)malloc(10);

但是注意p1、p2本身是在棧中的。

2.2申請後系統的響應 

棧:只要棧的剩餘空間大於所申請空間,系統將為程式提供記憶體,否則將報異常提示棧溢位。 

堆:首先應該知道作業系統有乙個記錄空閒記憶體位址的鍊錶,當系統收到程式的申請時,

會遍歷該鍊錶,尋找第乙個空間大於所申請空間的堆結點,然後將該結點從空閒結點鍊錶中刪除,並將該結點的空間分配給程式,另外,對於大多數系統,會在這塊記憶體空間中的首位址處記錄本次分配的大小,這樣,**中的delete語句才能正確的釋放本記憶體空間。另外,由於找到的堆結點的大小不一定正好等於申請的大小,系統會自動的將多餘的那部分重新放入空閒鍊錶中。

2.3申請大小的限制 

棧:在windows下,棧是向低位址擴充套件的資料結構,是一塊連續的記憶體的區域。這句話的意思是棧頂的位址和棧的最大容量是系統預先規定好的,在windows下,棧的大小是2m(也有的說是1m,總之是乙個編譯時就確定的常數),如果申請的空間超過棧的剩餘空間時,將提示overflow。因此,能從棧獲得的空間較小。 

堆:堆是向高位址擴充套件的資料結構,是不連續的記憶體區域。這是由於系統是用鍊錶來儲存的空閒記憶體位址的,自然是不連續的,而鍊錶的遍歷方向是由低位址向高位址。堆的大小受限於計算機系統中有效的虛擬記憶體。由此可見,堆獲得的空間比較靈活,也比較大。

2.4申請效率的比較:

棧由系統自動分配,速度較快。但程式設計師是無法控制的。

堆是由new分配的記憶體,一般速度比較慢,而且容易產生記憶體碎片,不過用起來最方便.

另外,在windows下,最好的方式是用virtualalloc分配記憶體,他不是在堆,也不是在棧是直接在程序的位址空間中保留一快記憶體,雖然用起來最不方便。但是速度快,也最靈活。

2.5堆和棧中的儲存內容

棧:在函式呼叫時,第乙個進棧的是主函式中後的下一條指令(函式呼叫語句的下一條可執行語句)的位址,然後是函式的各個引數,在大多數的c編譯器中,引數是由右往左入棧的,然後是函式中的區域性變數。注意靜態變數是不入棧的。 

當本次函式呼叫結束後,區域性變數先出棧,然後是引數,最後棧頂指標指向最開始存的位址,也就是主函式中的下一條指令,程式由該點繼續執行。

堆:一般是在堆的頭部用乙個位元組存放堆的大小。堆中的具體內容有程式設計師安排。

2.6訪問效率的比較 

char s1 = "aaaaaaaaaaaaaaa";

char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb";

aaaaaaaaaaa是在執行時刻賦值的;

而bbbbbbbbbbb是在編譯時就確定的;

但是,在以後的訪問中,在棧上的陣列比指標所指向的字串(例如堆)快。 

比如: 

#include 

void main()

對應的彙編**

10: a = c[1];

00401067 8a 4d f1 mov cl,byte ptr [ebp-0fh]

0040106a 88 4d fc mov byte ptr [ebp-4],cl

11: a = p[1];

0040106d 8b 55 ec mov edx,dword ptr [ebp-14h]

00401070 8a 42 01 mov al,byte ptr [edx+1]

00401073 88 45 fc mov byte ptr [ebp-4],al

第一種在讀取時直接就把字串的元素讀到暫存器cl中,而第二種則要先把指標值讀到edx中,在根據edx讀取字元,顯然慢了。

2.7小結:

堆和棧的區別可以用如下的比喻來看出:

使用棧就象我們去飯館裡吃飯,只管點菜(發出申請)、付錢、和吃(使用),吃飽了就走,不必理會切菜、洗菜等準備工作和洗碗、刷鍋等掃尾工作,他的好處是快捷,但是自由度小。

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