C語言深入講解棧與堆和靜態(tài)存儲區(qū)的使用

第C語言深入講解棧與堆和靜態(tài)存儲區(qū)的使用目錄一、程序中的棧二、函數(shù)的調用過程三、函數(shù)調用的棧變化四、函數(shù)調用棧上的數(shù)據(jù)五、程序中的堆六、程序中的靜態(tài)存儲區(qū)七、小結

一、程序中的棧

棧是現(xiàn)代計算機程序里最為重要的概念之一棧在程序中用于維護函數(shù)調用上下文函數(shù)中的參數(shù)和局部變量存儲在棧上

棧保存了一個函數(shù)調用所需的維護信息

參數(shù)返回地址局部變量調用上下文

二、函數(shù)的調用過程

每次函數(shù)調用都對應著一個棧上的活動記錄

調用函數(shù)的活動記錄位于棧的中部被調函數(shù)的活動記錄位于棧的頂部

三、函數(shù)調用的棧變化

從main()開始運行

main()調用f()

當從f()調用中返回main()

四、函數(shù)調用棧上的數(shù)據(jù)

函數(shù)調用時，對應的?？臻g在函數(shù)返回前是專用的函數(shù)調用結束后，?？臻g將被釋放，數(shù)據(jù)不再有效

下面看一個指向棧數(shù)據(jù)的指針：

#includestdio.h

int*g()

inta[10]={0};

returna;

voidf()

inti=0;

intb[10]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};

int*pointer=g();

for(i=0;ii++)

b[i]=pointer[i];

for(i=0;ii++)

printf("%d\n",b[i]);

intmain()

f();

return0;

}

輸出結果如下：

如果把

for(i=0;ii++)

{

b[i]=pointer[i];

}

注釋了，直接打印pointer[i]里面的數(shù)據(jù)，如下：

#includestdio.h

int*g()

inta[10]={0};

returna;

voidf()

inti=0;

intb[10]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};

int*pointer=g();

for(i=0;ii++)

b[i]=pointer[i];

for(i=0;ii++)

printf("%d\n",pointer[i]);

intmain()

f();

return0;

}

輸出結果如下：

為什么直接打印pointer[i]里面的值會是這樣呢？因為pointer指向的空間是?？臻g，?？臻g在g()函數(shù)返回之后，活動記錄就被釋放了。被釋放后調用printf函數(shù)，printf函數(shù)需要在棧上面建立一個活動記錄。這個活動記錄就會有printf函數(shù)的參數(shù)信息和返回值等，所以pointer所指向的內存里面的數(shù)據(jù)由于printf函數(shù)的調用被改變了。因此，不能返回局部變量的地址，不能返回局部數(shù)組的數(shù)組名。

五、程序中的堆

堆是程序中一塊預留的內存空間，可由程序自由使用堆中被程序申請使用的內存在被主動釋放前將一直有效

為什么有了棧還需要堆

答：棧上的數(shù)據(jù)在函數(shù)返回后就會被釋放掉，無法傳遞到函數(shù)外部，如：局部數(shù)組

C語言程序中通過庫函數(shù)的調用獲得堆空間

頭文件：malloc.hmalloc--以字節(jié)的方式動態(tài)申請堆空間free--將堆空間歸還給系統(tǒng)

系統(tǒng)對堆空間的管理方式

空閑鏈表法，位圖法，對象池法等等

以int*p=(int*)malloc(sizeof(int));為例，要申請4個字節(jié)的大小，遍歷之后發(fā)現(xiàn)跟5Bytes這個節(jié)點最接近，找到一個可以用的單元之后，就將這個單元的地址返還給了p指針。以前也提過使用malloc申請內存空間時返回的內存空間可能比申請的實際內存空間要大一點點，原因就是在空閑鏈表管理堆空間這樣的系統(tǒng)里面，它會找最近的那個，找到后的一般都大于等于所需要的內存空間，假如5Bytes這個節(jié)點下所有的空閑內存單元都用完的話，就會找12Bytes節(jié)點下的內存單元，這樣malloc返回的內存空間就有可能比自己實際申請的內存空間要大。

六、程序中的靜態(tài)存儲區(qū)

靜態(tài)存儲區(qū)隨著程序的運行而分配空間靜態(tài)存儲區(qū)的生命周期直到程序運行結束在程序的編譯期靜態(tài)存儲區(qū)的大小就已經確定靜態(tài)存儲區(qū)主要用于保存全局變量和靜態(tài)局部變量靜態(tài)存儲區(qū)的信息最終會保存到可執(zhí)行程序中

下面看一個靜態(tài)存儲區(qū)的驗證代碼：

#includestdio.h

intg_v=1;

staticintg_vs=2;

voidf()

staticintg_vl=3;

printf("%p\n",g_vl);

intmain()

printf("%p\n",g_v);

printf("%p\n",g_vs);

f();

return0;

}

輸出結果如下：

可以看到這三個地址是順序存放的，因為這三個