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C語言之程序中內存的來源:棧 堆 數據段

日期:2017/3/1 9:09:55   编辑:Linux編程

程序在運行的時候,其內存的來源主要通過三種方法: 棧 堆 數據段,總體上來講棧是一般用來存放小內存的局部變量,堆內存和數據段的屬性很像,在使用的的時候,如果這個變量是伴隨程序一直存在則使用全局變量,也就是放在數據段,如果一個變量使用完了就沒用了,那麼就適合用堆內存(先申請,然後釋放即可),

一:棧(stack):
1:棧在使用的時候是編譯器自動分配內存空間的,不需要程序員的干涉,其次棧的大小是有限的,所以當我們定義的變量需要大片的內存的時候就不適合使用棧,
2:棧存放的是普通變量,棧的在使用的時候是反復使用的,所以棧內存是髒的,在定義普通變量的時候,如果不對變量進行初始化,那麼變量的值就是隨機的。
3:棧是先進後出的,其內存空間是向下增長的。

二:堆(heap):
1:堆得使用時是由程序員來操作的,程序員通過malloc來向內存申請堆內存,使用完以後通過free來釋放這部分內存,如果這部分內存在使用完以後沒有進行內存的釋放,那麼這部分內存管理器就會認為這部分內存一直被占用的,體現出來的就是程序吃內存,也就是所謂的內存洩漏,如果沒有釋放內存,則被占用的內存只有當程序結束以後才會被釋放。一般需要大片的內存時才使用堆,堆是先進先出的,其內存空間是向上增長的。
代碼示例:

1 #include
#include
int main(void)
{
//申請內存
int *p = (int *)malloc(100);
if(p == NULL) //錯誤檢查
{
printf("error \n");
return -1;
}
//內存使用S
*(p+4) = 1024;
*(p+3000) = 111;
printf("*(p+3) = %d\n", *(p+4));
printf("*(p+30000)) = %d\n", *(p+3000));
printf("p = %p \n",p);
printf("(p +4) = %p \n",(p +4));

free(p); //釋放內存

printf("*(p+3) = %d\n", *(p+4));
printf("*(p+30000)) = %d\n", *(p+3000));
printf("p = %p \n",p);
printf("(p +4) = %p \n",(p +4));

p = NULL; //避免野指針

return 0;
}

運行結果:
*(p+3) = 1024
*(p+30000)) = 111
p = 0x8efb008
(p +4) = 0x8efb018
*(p+3) = 1024
*(p+30000)) = 111
p = 0x8efb008
(p +4) = 0x8efb018
分析:
1:堆內存可以越界訪問,但是實際中最好還是不要,因為你在使用的時候越界訪問就意味著踩到別人了
2:堆內存在釋放之後還可以訪問,並且訪問的值還是不變的,說明堆內存也是髒的,堆內存釋放的時候並沒有對使用過的沒存進行清理。

三:數據段(.data )
1:一個程序主要有數據段(.data) 代碼段 和bss段,不同的段具有不同的段屬性
數據段:(又叫數據區、靜態數據區、靜態區)數據段存放的是程序的中顯示初始化的全局變量(不包括初始化為0的全局變量),同時需要注意的是全局變量才算是程序的數據,局部變量不是程序變量,只是函數數據
代碼段:代碼段就是程序中的可執行部分,直觀理解代碼段就是函數堆疊組成的。代碼段是只讀的。
bss段:(又叫zero initial 段)bss段存放的是為顯示初始化的全局變量已經初始化為0的全局變量(C語言中默認全局變量的初始化就是為0),所以可以理解為bss段就是初始化為0的數據段。
2:放在.data段的變量有兩種:第一種是顯式初始化為非0的全局變量,另一種是靜態局部變量,也就是static修飾的局部變量(普通變量是分配在棧上面,靜態局部變量是分布在.data段)

四:代碼段中的特殊數據

1:C語言使用char *p = "linux";定義字符串的時候,字符串"linux"實際上是被分配到了代碼段上面,換句話說這裡的字符串"linux"實際上是一個常量字符串而不是變量字符串。
2:const修飾的類型常量,const的實現方法主要有兩種,一種是編譯的時候將const修飾的變量放在代碼段去實現不可修改(因為代碼段是只讀的),另一種是由編譯器來檢查來確保const修飾的常量,但是這種實際上和普通常量樣,也是被放在了數據段,所以如果繞過編譯器就可以實現修改,具體實現方法是用指針去指向這個常量的內存空間,然後解引用去修改這個常量,gcc中就是這樣實現的。

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