内存分配方式

内存分配详解
本文详细介绍了程序运行时内存的三种主要分配方式:静态存储区域分配、栈上创建和堆上分配。此外还阐述了不同类型的变量如何存储在这些区域中,以及各区域的特点。
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 内存分配方式有三种:

    (1)从静态存储区域分配。内存在程序编译的时候就已经分配好,这块内存在程序的整个运行期间都存在。例如全局变量,static变量。

    (2)在栈上创建。在执行函数时,函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建,函数执行结束时这些存储单元自动被释放。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。

    (3)从堆上分配,亦称动态内存分配。程序在运行的时候用malloc或new申请任意多少的内存,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我们决定,使用非常灵活,但问题也最多。


一搬全局变量存放在数据区,局部变量存放在栈区,
动态变量存放在堆区,函数代码放在代码区。

 

全局声明的变量存放于数据段,函数内声明的局部变量存放于栈。
enum类型在编译时直接转化为整数,32位上长度是4字节

堆(heap):堆是用于存放进程运行中被动态分配的内存段,它的大小并不固定,可动态扩张或缩减。当进程调用malloc等函数分配内存时,新分配的内存就被动态添加到堆上(堆被扩张);当利用free等函数释放内存时,被释放的内存从堆中被剔除(堆被缩减)

栈(stack):栈又称堆栈,是用户存放程序临时创建的局部变量,也就是说我们函数括弧“{}”中定义的变量(但不包括static声明的变量,static意味着在数据段中存放变量)。除此以外,在函数被调用时,其参数也会被压入发起调用的进程栈中,并且待到调用结束后,函数的返回值也会被存放回栈中。由于栈的先进先出特点,所以栈特别方便用来保存/恢复调用现场。从这个意义上讲,我们可以把堆栈看成一个寄存、交换临时数据的内存区

 

 

一个程序的运行起来后,其在内存中有5个区域
1. 程序代码区
这个很简单,代码要执行,肯定要加载进内存, 我们不必关心。

2. 文字常量区
一般我们这样定义一个字符串时,其是在文字常量区的:
char* s1 = "hello, world";
char* s2 = "hello, world";
if(s1 == s2)
  printf("s1和s2指向同一个在文字常量区的字符串");

这里, s1和s2指向的是同一个字符串

3. 静态存储区
全局变量,静态变量会放在这个区域,事实上,全局变量也是静态的。

以上1,2,3三个区域的内存在程序起来的时候就开辟好了的。

4. 栈
局部变量就是在栈里的。另外,函数调用时的参数也是在栈里的,这个现在不必关心

5. 堆
malloc或new出来的内存就是在堆里的,需要程序员自己管理清除。

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### C语言中的内存分配方式 C语言中的内存分配主要分为三种方式:静态分配、栈分配和堆分配。每种方式都有其特定的用途和特点。 #### 静态分配 静态分配是指在程序编译时就确定了内存的大小,并且在整个程序运行期间都存在。静态分配的内存通常用于全局变量和静态变量。这些变量的生命周期与程序的生命周期相同,它们在程序启动时被分配,在程序结束时被释放[^1]。 #### 栈分配 栈分配是在函数调用时自动发生的。当一个函数被调用时,其局部变量会在栈上分配内存。一旦函数执行完毕,这些局部变量占用的内存会自动被释放。栈分配的优点是管理简单,不需要程序员手动干预[^2]。 #### 堆分配 堆分配是一种动态内存分配方式,它允许程序在运行时请求任意数量的内存,并且在不再需要时释放这部分内存。堆分配需要程序员手动管理,使用如 `malloc`、`calloc`、`realloc` 和 `free` 等函数来操作内存。这种方式提供了更大的灵活性,但也增加了内存泄漏的风险[^2]。 下面是一个使用堆分配的例子: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() { int *p = (int *)malloc(sizeof(int)); // 动态分配一个整型变量的空间 if (p == NULL) { printf("Memory allocation failed.\n"); return 1; } *p = 25; // 给分配的内存赋值 printf("Value stored in dynamically allocated memory: %d\n", *p); free(p); // 释放分配的内存 return 0; } ``` ### 区别与应用场景 - **静态分配**适用于生命周期长的数据,如全局变量或静态变量。 - **栈分配**适用于函数内部使用的局部变量,其生命周期受限于函数调用。 - **堆分配**适用于需要在多个函数间共享或者生命周期不确定的数据。 选择合适的内存分配方式对于编写高效、稳定的C语言程序至关重要。静态分配简单易用,但缺乏灵活性;栈分配自动管理,适合局部变量;堆分配虽然灵活,但需要谨慎管理以避免内存泄漏和其他相关问题。
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