C语言内存分配浅析
本文主要通过一个测试程序，来观察全局变量、静态变量、局部变量、常量、子函数、函数参数等，它们在内存中的分布。最后列举了内存中的几种空间类型。希望对大家有所帮助。
测试程序
1 #include <stdio.h> 2 #include <stdlib.h> 3 4 void fun(int i); 5 6 int global_i = 100; 7 int global_j = 200; 8 int global_k,global_h; 9 char *global_p; 10 int main() 11 { 12 static int static_i = 5; 13 static int static_j = 10; 14 static int static_k; 15 static int static_h; 16 17 printf("\n全局数据地址(有初值)：\n"); 18 printf("global_i\t 0x%p = %d\n", &global_i, global_i); 19 printf("global_j\t 0x%p = %d\n", &global_j, global_j); 20 printf("静态数据地址(有初值)：\n"); 21 printf("static_i\t 0x%p = %d\n", &static_i, static_i); 22 printf("static_j\t 0x%p = %d\n", &static_j, static_j); 23 24 printf("\n全局数据地址(无初值)：\n"); 25 printf("global_k\t 0x%p = %d\n", &global_k, global_k); 26 printf("global_h\t 0x%p = %d\n", &global_h, global_h); 27 printf("静态数据地址(无初值)：\n"); 28 printf("static_k\t 0x%p = %d\n", &static_k, static_k); 29 printf("static_h\t 0x%p = %d\n", &static_h, static_h); 30 31 char *pstr1 = "Mr.Shao"; 32 char *pstr2 = "Hello"; 33 char *pstr3 = "Mr.Shao"; 34 printf("\n字符串常量数据地址：\n"); 35 printf("*pstr1\t 0x%p\n", pstr1); 36 printf("*pstr3\t 0x%p\n", pstr3); 37 printf("*pstr2\t 0x%p\n", pstr2); 38 39 int i = 5; 40 int j = 10; 41 int f, h; 42 char c='a'; 43 char s[] = "abc"; 44 char *p2=NULL; 45 char *p3 = "abc"; //"123456/0"在常量区,p3在栈上。 46 printf("\n栈中数据地址=有初值:\n"); 47 printf("i\t 0x%p = %d\n",&i,i); 48 printf("j\t 0x%p = %d\n", &j, j); 49 printf("f\t 0x%p = %d\n", &f, f); 50 printf("h\t 0x%p = %d\n", &h, h); 51 printf("c\t 0x%p = %d\n", &c, c); 52 printf("s\t 0x%p = 0x%p\n", &s, s); 53 printf("p2\t 0x%p = 0x%p\n", &p2, p2); 54 printf("p3\t 0x%p = 0x%p\n", &p3, p3); 55 56 const int NUM = 2; 57 int *p = (int*)malloc(NUM * sizeof(int)); 58 global_p = (char *)malloc(10); 59 p2 = (char *)malloc(20); 60 printf("NUM\t 0x%p = 0x%d\n", &NUM, NUM); 61 printf("p\t 0x%p = 0x%p\n", &p, p); 62 printf("\n堆中数据地址\n"); 63 printf("*p\t 0x%p\n", p); 64 printf("*global_p\t 0x%p\n", global_p); 65 printf("*p2\t 0x%p\n", p2); 66 67 68 printf("\n子函数的地址\n"); 69 printf("void fun(int)\t 0x%p\n", fun); 70 fun(47);//子函数 71 72 free(p); 73 free(global_p); 74 free(p2); 75 return 0; 76 } 77 78 void fun(int i) 79 { 80 int j = i; 81 static int static_i = 100; 82 static int static_j; 83 84 printf("\n子函数:\n"); 85 printf("栈中数据地址(参数)\n"); 86 printf("i\t 0x%p = %d\n", &i, i); 87 printf("栈中数据地址j\n"); 88 printf("j\t 0x%p = %d\n", &j, j); 89 printf("静态数据地址(有初值)\n"); 90 printf("static_i\t 0x%p = %d\n", &static_i, static_i); 91 printf("静态数据地址(无初值)\n"); 92 printf("static_j\t 0x%p = %d\n", &static_j, static_j); 93 }
输出：
实验总结
- 变量在内存地址的分布（由大到小）：全局\静态（未初始化）、常量数据、全局\静态（初始化）、代码区、堆、栈
- 栈中的变量按声明的顺序在内存的中依次，地址由大到小。证明了栈的伸展方向是由高地址向低地址扩展的
- 栈中的变量：主/子函数内声明的非静态变量（包括数组变量、指针变量、const变量）；函数的参数变量。
- （除了栈）同一区域的各变量按声明的顺序在内存的中依次，地址由大到小。
- 全局变量和静态变量如果不赋值，默认为0； 栈中的变量如果不赋值，则是一个随机的数据。
- 全局变量和（主/子函数内的）静态变量是等同的，已初始化的全局变量和静态变量分配在一起，未初始化的全局变量和静态变量分配在另一起。
- 主函数中栈的地址都要高于子函数中参数及栈地址。
程序的内存空间
1、栈区（stack）
程序运行时由编译器自动分配，存放局部变量、函数参数、返回数据等。其操作方式类似于数据结构中的栈。程序结束时由编译器自动释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中，效率很高，但是分配的内存容量有限。
2、堆区（heap）
从堆上分配称动态内存分配。程序在运行的时候用malloc或new申请任意多少的内存，分配方式类似于链表。程序员自己负责在何时用free或delete释 放内存。
动态内存的生存期由程序员决定，使用非常灵活，但如果在堆上分配了空间，就有责任回收它，否则运行的程序会出现内存泄漏，频繁地分配和释放不同大 小的堆空间将会产生堆内碎块。
3、全局区（静态区）（static）
内存在程序编译的时候就已经分配好。全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的全局变量和静态变量在一块区域， 未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。 - 程序结束后由系统释放
4、文字常量区
常量字符串就是放在这里的。 程序结束后由系统释放
5、程序代码区
存放函数体（类成员函数和全局函数）的二进制代码。
