C語言程式編譯的記憶體分配

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--存放函式體的二進位制**

例： int a=0; //全域性初始化區

char *p1; //全域性未初始化區

void main()

int b; //棧

char s="bb"; //s在棧,"bb"在常量區

char *p2; //棧

char *p3="123"; //其中，「123/0」常量區，p3在棧區

static int c=0; //全域性區

p1=(char*)malloc(10); //10個位元組區域在堆區

strcpy(p1,"123"); //"123/0"在常量區，編譯器可能會優化為和p3的指向同一塊區域

乙個c程式占用的記憶體可分為以下幾類：

(一) 棧

這是由編譯器自動分配和釋放的區域。主要儲存函式的引數，函式的區域性變數等。當乙個函式開始執行時，該函式所需的實參，區域性變數就推入棧中，該函式執行完畢後，之前進入棧中的引數和變數等也都出棧被釋放掉。它的執行方式類似於資料結構中的棧。

(二) 堆

這是由程式設計師控制分配和釋放的區域，在c裡，用malloc()函式分配的空間就存在於堆上。在堆上分配的空間不像棧一樣在某個函式執行完畢就自動釋放，而是一直存在於整個程式的執行期間。當然，如果你不手動釋放(free()函式)這些空間，在程式執行結束後系統也會將之自動釋放。對於小程式來說可能感覺不到影響的存在，但對於大程式，例如乙個大型遊戲，就會遇到記憶體不夠用的問題了

(三) 全域性區

c裡的全域性變數和靜態變數儲存在全域性區。它們有點像堆上的空間，也是持續存在於程式的整個執行期間，但不同的是，他們是由編譯器自己控制分配和釋放的。

(四) 文字常量區

例如char *c = 「123456」；則」123456」為文字常量，存放於文字常量區。也由編譯器控制分配和釋放。

(五) 程式**區

存放函式體的二進位制**。

2．例子(一)

int a = 0; //全域性區

void main()

int b; //棧

char s = "abc"; //s在棧,"abc"在文字常量區

char *p1,*p2; //棧

char *p3 = "123456"; //"123456"在常量區，p3在棧上

static int c =0; //全域性區

p1 = (char *)malloc(10); //p1在棧，分配的10位元組在堆

p2 = (char *)malloc(20); //p2在棧，分配的20位元組在堆

strcpy(p1, "123456"); //"123456"放在常量區

//編譯器可能將它與p3所指向的"123456"優化成乙個地方。

3．例子(二)

//返回char型指標

char *f()

//s陣列存放於棧上

char s[4] = ;

return s; //返回s陣列的位址，但函式執行完s陣列就被釋放了

void main()

char *s;

s = f();

printf ("%s", s); //列印出來亂碼。因為s所指向位址已經沒有資料

還有就是函式呼叫時會在棧上有一系列的保留現場及傳遞引數的操作。

棧的空間大小有限定，vc的預設是2m。棧不夠用的情況一般是程式中分配了大量陣列和遞迴函式層次太深。有一點必須知道，當乙個函式呼叫完返回後它會釋放該函式中所有的棧空間。棧是由編譯器自動管理的，不用你操心。

堆是動態分配記憶體的，並且你可以分配使用很大的記憶體。但是用不好會產生記憶體洩漏。並且頻繁地malloc和free會產生記憶體碎片（有點類似磁碟碎片），因為c分配動態記憶體時是尋找匹配的記憶體的。而用棧則不會產生碎片，在棧上訪問資料比通過指標在堆上訪問資料快些。一般大家說的堆疊和棧是一樣的，就是棧(stack)，而說堆時才是堆heap.棧是先入後出的，一般是由高位址向低位址生長。

堆(heap)和棧(stack)是c/c++程式設計不可避免會碰到的兩個基本概念。首先，這兩個概念都可以在講資料結構的書中找到，他們都是基本的資料結構，雖然棧更為簡單一些。在具體的c/c++程式設計框架中，這兩個概念並不是並行的。對底層機器**的研究可以揭示，棧是機器系統提供的資料結構，而堆則是c/c++函式庫提供的。具體地說，現代計算機(序列執行機制)，都直接在**底層支援棧的資料結構。這體現在，有專門的暫存器指向棧所在的位址，有專門的機器指令完成資料入棧出棧的操作。種機制的特點是效率高，支援的資料有限，一般是整數，指標，浮點數等系統直接支援的資料型別，並不直接支援其他的資料結構。因為棧的這種特點，對棧的使用在程式中是非常頻繁的。對子程式的呼叫就是直接利用棧完成的。機器的call指令裡隱含了把返回位址推入棧，然後跳轉至子程式位址的操作，而子程式中的ret指令則隱含從堆疊中彈出返回位址並跳轉之的操作。c/c++中的自動變數是直接利棧的例子，這也就是為什麼當函式返回時，該函式的自動變數自動失效的原因。

和棧不同，堆的資料結構並不是由系統(無論是機器系統還是作業系統)支援的，而是由函式庫提供的。基本的malloc/realloc/free函式維護了一套內部的堆資料結構。當程式使用這些函式去獲得新的記憶體空間時，這套函式首先試圖從內部堆中尋找可用的記憶體空間，如果沒有可以使用的記憶體空間，則試圖利用系統呼叫來動態增加程式資料段的記憶體大小，新分配得到的空間首先被組織進內部堆中去，然後再以適當的形式返回給呼叫者。當程式釋放分配的記憶體空間時，這片記憶體空間被返回內部堆結構中，可能會被適當的處理(比如和其他空閒空間合併成更大的空閒空間)，以更適合下一次記憶體分配申請。這套複雜的分配機制實際上相當於乙個記憶體分配的緩衝池(cache)，使用這套機制有如下若干原因：

1. 系統呼叫可能不支援任意大小的記憶體分配。有些系統的系統呼叫只支援固定大小及其倍數的記憶體請求(按頁分配)；這樣的話對於大量的小記憶體分類來說會造成浪費。

2. 系統呼叫申請記憶體可能是代價昂貴的。系統呼叫可能涉及使用者態和核心態的轉換。

3. 沒有管理的記憶體分配在大量複雜記憶體的分配釋放操作下很容易造成記憶體碎片

堆和棧的對比

從以上知識可知，棧是系統提供的功能，特點是快速高效，缺點是有限制，資料不靈活；而堆是函式庫提供的功能，特點是靈活方便，資料適應面廣泛，但是效率有一定降低。棧是系統資料結構，對於程序/執行緒是唯一的；堆是函式庫內部資料結構，不一定唯一。不同堆分配的記憶體無法互相操作。棧空間分靜態分配和動態分配兩種。靜態分配是編譯器完成的，比如自動變數(auto)的分配。動態分配由alloca函式完成。棧的動態分配無需釋放(是自動的)，也就沒有釋放函式。為可移植的程式起見，棧的動態分配操作是不被鼓勵的！堆空間的分配總是動態的，雖然程式結束時所有的資料空間都會被釋放回系統，但是精確的申請記憶體/釋放記憶體匹配是良好程式的基本要素。

C語言程式編譯的記憶體分配

C 編譯程式時的記憶體分配

C語言程式的記憶體分配方式

c 程式記憶體分配

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