C語(yǔ)言深入講解棧與堆和靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)的使用

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

一、程序中的棧

棧是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)程序里最為重要的概念之一棧在程序中用于維護(hù)函數(shù)調(diào)用上下文函數(shù)中的參數(shù)和局部變量存儲(chǔ)在棧上

棧保存了一個(gè)函數(shù)調(diào)用所需的維護(hù)信息

參數(shù)返回地址局部變量調(diào)用上下文

二、函數(shù)的調(diào)用過(guò)程

每次函數(shù)調(diào)用都對(duì)應(yīng)著一個(gè)棧上的活動(dòng)記錄

調(diào)用函數(shù)的活動(dòng)記錄位于棧的中部被調(diào)函數(shù)的活動(dòng)記錄位于棧的頂部

三、函數(shù)調(diào)用的棧變化

從main()開(kāi)始運(yùn)行

main()調(diào)用f()

當(dāng)從f()調(diào)用中返回main()

四、函數(shù)調(diào)用棧上的數(shù)據(jù)

函數(shù)調(diào)用時(shí)，對(duì)應(yīng)的棧空間在函數(shù)返回前是專用的函數(shù)調(diào)用結(jié)束后，?？臻g將被釋放，數(shù)據(jù)不再有效

下面看一個(gè)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(jié)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(jié)果如下：

為什么直接打印pointer[i]里面的值會(huì)是這樣呢？因?yàn)閜ointer指向的空間是?？臻g，?？臻g在g()函數(shù)返回之后，活動(dòng)記錄就被釋放了。被釋放后調(diào)用printf函數(shù)，printf函數(shù)需要在棧上面建立一個(gè)活動(dòng)記錄。這個(gè)活動(dòng)記錄就會(huì)有printf函數(shù)的參數(shù)信息和返回值等，所以pointer所指向的內(nèi)存里面的數(shù)據(jù)由于printf函數(shù)的調(diào)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(yù)留的內(nèi)存空間，可由程序自由使用堆中被程序申請(qǐng)使用的內(nèi)存在被主動(dòng)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(huì)被釋放掉，無(wú)法傳遞到函數(shù)外部，如：局部數(shù)組

C語(yǔ)言程序中通過(guò)庫(kù)函數(shù)的調(diào)用獲得堆空間

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

系統(tǒng)對(duì)堆空間的管理方式

空閑鏈表法，位圖法，對(duì)象池法等等

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

六、程序中的靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)

靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)隨著程序的運(yùn)行而分配空間靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)的生命周期直到程序運(yùn)行結(jié)束在程序的編譯期靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)的大小就已經(jīng)確定靜態(tài)存儲(chǔ)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(chǔ)區(qū)的信息最終會(huì)保存到可執(zhí)行程序中

下面看一個(gè)靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)的驗(yàn)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(jié)果如下：

可以看到這三個(gè)地址是順序存放的，因?yàn)檫@三個(gè)