代码区，静态区，堆区，栈区的区别

代码区，静态区，堆区，栈区

• 代码区
• 静态区（全局区）
• 堆区
• 栈区

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代码区

• 代码区是指存放函数体的二进制代码，代码区一般是只读的。

静态区（全局区）

• 静态区与程序共存亡，并且静态区的分配优先于main函数（局部静态变量编译时就初始化，并且只执行一次），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。
• 全局变量可以跨文件使用，用static修饰的全局变量是静态全局变量，只能在本文件使用

堆区

• 堆区是依靠malloc动态分配的内存，必须要手动释放，不手动释放就会造成内存的泄露。
• 内存动态分配，一种方式是鲸吞，另一种方式是蚕食。

栈区

• 由编译器自动分配释放 ，存放函数的参数值，局部变量的值等。操作方式类似于数据结构中的栈。
• 栈区是连续的，向下增长的，堆是链接的，向上增长。连续的存储速度是快于链接的，栈是快于堆的。

int a = 0;                    //全局初始化区 
char *p1;                     //全局未初始化区 
void main(void) 
{ 
    char str[] = "123";       //栈区
    char *p2;                 //栈区
    char *p3 = "asdfg";       //"asdfg"在常量区（属于文字常量区），p3在栈上。 
    static int c =0；         //全局（静态）初始化区，只初始化一次
    p1 = (char *)malloc(10); 
    p2 = (char *)malloc(20);  //分配得来得10和20字节的区域就在堆区。
    strcpy(p1, "asdfg");      //"asdfg"放在常量区，编译器可能会将它与p3所指向的"asdfg"优化成一个地方。 
}

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• 举个例子来验证下栈区和堆区的增长的方向

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void function(int *p)
{
    int b = 3,c = 0;
    printf("address of b is %p\n",&b);
    printf("address of c is %p\n",&c);
}

void main(void)
{
    int a = 5;
    printf("address of a is %p\n",&a);
    void *p1 = malloc(10);
    void *p2 = malloc(20);
    function(&a);
    printf("p1 is %p\n", p1);
    printf("p2 is %p\n", p2);
    free(p1);
    free(p2);
}

执行结果如下：
address of a is 0xbf9da7d4
address of b is 0xbf9da7ac
address of c is 0xbf9da7a8
p1 is 0x969e008
p2 is 0x969e018

• 以上例子说明：

  1. main函数的局部变量a是先入栈的，function函数的局部变量 b，c是后入栈的，由运行结果可看出a的地址大于b和c的地址，因此栈地址是由高向低增长的。
  2. 申请的堆内存的顺序为碰p1,p2,其地址是由低到高增长的。

• 总结
  堆栈的设计很巧妙，堆向上涨，栈往下涨。这样设计可以使得堆和栈能够充分利用空闲的地址空间。如果栈向上涨的话，我们就必须得指定栈和堆的一个严格分界线，所以就可能出现这种情况：一个程序因为栈溢出而崩溃的时候，其实它还有大量堆空间，但是我们却无法使用这些堆空间。所以最好的办法就是让堆向上涨，栈向下涨，这样就可以最大程度地共用这块剩余的地址空间，达到利用率的最大化。

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从不同的方面分析堆区和栈区

• 申请方式
  stack: 遵循LIFO后进先出的规则，它的生长方向是向下的，是向着内存地址减小的方向增长，栈是系统提供的功能，特点是快速高效，缺点是有限制，数据不灵活。
  heap: 对于堆来讲，生长方向是向上的，也就是向着内存地址增加的方向。

• 申请后系统的响应
  stack：只要栈的剩余空间大于所申请空间（编译器里面是可以手动修改的，一般是1M），系统将为程序提供内存，否则将报异常提示栈溢出。
  heap：首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表，当系统收到程序的申请时， 会遍历该链表，寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点，然后将该结点从空闲结点链表中删除，并将该结点的空间分配给程序，另外，对于大多数系统，会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大小，这样，free才能正确的释放本内存空间。另外，由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小，系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中。

• 申请大小的限制
  stack：在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存的区域，这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的，在 WINDOWS下，栈的大小是1M，如果申请的空间超过栈的剩余空间时，将提示overflow（溢出）。因此，能从栈获得的空间较小。
  heap：堆是向高地址扩展的数据结构，是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地址的，自然是不连续的，而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见，堆获得的空间比较灵活，也比较大。

• 申请效率的比较
  stack：由系统自动分配，速度较快。但程序员是无法控制的。
  heap：是由malloc分配的内存，一般速度比较慢，而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便.

• 堆和栈中的存储内容
  stack： 在函数调用时，第一个进栈的是主函数中后的下一条指令（函数调用语句的下一条可执行语句）的地址，然后是函数的各个参数，在大多数的C编译器中，参数是由右往左入栈的，然后是函数中的局部变量。注意静态变量是不入栈的。 当本次函数调用结束后，局部变量先出栈，然后是参数，最后栈顶指针指向最开始存的地址，也就是主函数中的下一条指令，程序由该点继续运行。

  这里举例说明下参数是从右往左传递

void main()
{
    int a = 4;
    printf("%d %d\r\n", a, ++a);
}
/* 得到的值是 5，5 
   是先做++a，在计算a */ 

heap：一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容有程序员安排。