C的语言内存管理.doc

C语言知识整理（3）：内存管理（详细版） 　　在计算机系统，特别是嵌入式系统中，内存资源是非常有限的。尤其对于移动端开发者来说，硬件资源的限制使得其在程序设计中首要考虑的问题就是如何有效地管理内存资源。本文是作者在学习C语言内存管理的过程中做的一个总结，如有不妥之处，望读者不吝指正。 　　在C语言中，关于内存管理的知识点比较多，如函数、变量、作用域、指针等，在探究C语言内存管理机制时，先简单复习下这几个基本概念： 1.变量：不解释。但需要搞清楚这几种变量类型： 全局变量（外部变量）：出现在代码块{}之外的变量就是全局变量。 局部变量（自动变量）：一般情况下，代码块{}内部定义的变量就是自动变量，也可使用auto显示定义。 静态变量：是指内存位置在程序执行期间一直不改变的变量，用关键字static修饰。代码块内部的静态变量只能被这个代码块内部访问，代码块外部的静态变量只能被定义这个变量的文件访问。 注意：extern修饰变量时，根据具体情况，既可以看作是定义也可以看作是声明；但extern修饰函数时只能是定义，没有二义性。 2.作用域：通常指的是变量的作用域，广义上讲，也有函数作用域及文件作用域等。我理解的作用域就是指某个事物能够存在的区域或范围，比如一滴水只有在0-100摄氏度之间才能存在，超出这个范围，广义上讲的“水”就不存在了，它就变成了冰或气体。 3.函数：不解释。 注意：C语言中函数默认都是全局的，可以使用static关键字将函数声明为静态函数（只能被定义这个函数的文件访问的函数）。 　　计算机中的内存是分区来管理的，程序和程序之间的内存是独立的，不能互相访问，比如QQ和浏览器分别所占的内存区域是不能相互访问的。而每个程序的内存也是分区管理的，一个应用程序所占的内存可以分为很多个区域，我们需要了解的主要有四个区域，通常叫内存四区，如下图： ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? 　　程序被操作系统加载到内存的时候，所有的可执行代码（程序代码指令、常量字符串等）都加载到代码区，这块内存在程序运行期间是不变的。代码区是平行的，里面装的就是一堆指令，在程序运行期间是不能改变的。函数也是代码的一部分，故函数都被放在代码区，包括main函数。 　　注意：int a = 0;语句可拆分成int a;和a = 0，定义变量a的int a;语句并不是代码，它在程序编译时就执行了，并没有放到代码区，放到代码区的只有a = 0这句。 　　静态区存放程序中所有的全局变量和静态变量。 　　栈（stack）是一种先进后出的内存结构，所有的自动变量、函数形参都存储在栈中，这个动作由编译器自动完成，我们写程序时不需要考虑。栈区在程序运行期间是可以随时修改的。当一个自动变量超出其作用域时，自动从栈中弹出。 每个线程都有自己专属的栈； 栈的最大尺寸固定，超出则引起栈溢出； 变量离开作用域后栈上的内存会自动释放。 　　Talk is cheap, show you the code： //实验一：观察代码区、静态区、栈区的内存地址 #include stdafx.hint n = 0;void test(int a, int b){printf(形式参数a的地址是：%d\n形式参数b的地址是：%d\n,a, b);}int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]){static int m = 0;int a = 0;int b = 0;printf(自动变量a的地址是：%d\n自动变量b的地址是：%d\n, a, b);printf(全局变量n的地址是：%d\n静态变量m的地址是：%d\n, n, m);test(a, b);printf(_tmain函数的地址是：%d, _tmain);getchar();} 　　运行结果如下： ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? 　　结果分析：自动变量a和b依次被定义和赋值，都在栈区存放，内存地址只相差12，需要注意的是a的地址比b要大，这是因为栈是一种先进后出的数据存储结构，先存放的a,后存放的b,形象化表示如上图（注意地址编号顺序）。一旦超出作用域，那么变量b将先于变量a被销毁。这很像往箱子里放衣服，最先放的最后才能被拿出，最后放的最先被拿出。 　　这段代码没有任何语法错误，也能得到预期的结果：20。但是这么写是有问题的：因为int *p = getx()中变量x的作用域为getx()函数体内部，这里得到一个临时栈变量x的地址，getx()函数调用结束后这个地址就无效了，但是后面的*p = 20