每日一C（1）C语言的内存分布

目录

代码区

常量区

全局/静态区

初始化数据段（.data）

未初始化数据段（.bss）

堆区

栈区

总结

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        今天我们学习的是C语言的内存分布，以及这些分区所存储的内容和其特点。今天的思维导图如下。

        C语言作为一款直接处理硬件底层的编程语言，现实中很多嵌入式设备都通过C语言来编写程序。因为C语言核心特点就是对内存的操作，所以使程序运行在内存非常小的硬件上，大大降低了产品的生产成本。

        C语言将内存划分为分为5个区，分别为 代码区、常量区、全局/静态区、堆区、栈区 五个分区。

代码区

        代码区负责存储计算机能够执行的二进制代码文件。为了防止在程序运行时出现问题，代码区的内容是只读的，无法修改；此外，代码在程序运行前就已经确定了大小。

常量区

        存放例如字符串、数字等常量。这部分内容在程序运行时同样不可修改。

全局/静态区

        这块内存用于存储全局和静态变量，在程序整个生命周期中存在，由系统在启动时分配，结束时释放。全局/静态区分为初始化和未初始化数据段两部分。

初始化数据段（.data）

存储显式初始化的全局变量和静态变量。

未初始化数据段（.bss）

存储未初始化的全局变量和静态变量，默认值为0。

堆区

        由程序员动态分配的内存（如 malloc()、calloc() 申请的空间）就落在这部分。堆区内存地址由低到高增长，这部分内存由程序员自行判断并实现 分配、释放 等操作。

        需要注意的是，堆区虽然空间大但分配不连续，访问速度较慢。

        遵循先进先出(FIFO)原则。

栈区

        栈区用于存放局部变量和函数上下文(返回地址、参数等)，由系统自行实现内存分配和释放。

栈区的地址由高向低地址增长，其最大大小在编译时确定，速度快，内存分配连续，但大小有限。

        由于栈区存储的内容只在函数范围内存在，当函数执行完成，这些内容就会被销毁。

        栈区遵循先进后出(LIFO)原则，即先进入的数据最后释放。比如在函数中先定义一个局部变量，在函数执行完成后，确保函数内部没有东西调用它再进行释放。

        对栈的操作叫做通过压栈（Push）和弹栈（Pop）。

总结

        代码区存放代码；

        常量区存放字符串和数字等；

        全局/静态区分为初始化(.data)和未初始化(.bss) 来存储 全局和静态变量；

        堆区为动态分配的内存空间，先进先出(FIFO)；

        栈区存储局部变量和函数上下文，先进后出(LIFO)。

        堆区和栈区并不相邻，中间有一段内存，防止二者数据发生覆盖。

        栈区只需要将栈顶指针移动即可，操作效率高；堆区需要寻找合适的内存块，效率低。