c\c++ 进程内存分布详解

最新推荐文章于 2024-09-18 22:42:36 发布

ㄣ色即是空メ

最新推荐文章于 2024-09-18 22:42:36 发布

阅读量563

点赞数

文章标签： c语言 c++ 内存分布详解

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_44804546/article/details/94646912

版权

首先理论知识

一个程序调用的内存主要被划分为4个区域，分别是栈区，堆区，数据区，代码区
首先来讲讲栈区：

栈区采用先进后出的数据结构，这也是为什么栈区叫栈区
自动局部变量、自动函数形参的内存空间都来自这个区域
而这个内存空间是在执行到变量定义语句才分配的，如果分配失败程序就崩溃了
而栈区的大小是受系统限制的，所以递归没有出口时就会一直占用栈区内存空间，直到栈区空间占满，造成栈溢出，使程序崩溃，所以递归效率低
一次隶属复合语句执行完空间就失效，下次复合语句被执行时空间在重新分配
(比如：调用一个函数，然后这个函数的自动局部变量已经函数的形参入栈，然后函数调用完毕后，这个函数在栈区的空间就被系统回收了（~~其实在汇编就是栈顶指针的偏移~~ ）)
所以栈区内的内存空间的生存区由系统来设置，故称栈区内存空间的生存区为自动储存时期

然后我们来说堆区：

栈区的空间是由系统来支配的，那么堆区的空间就是由我们来支配了，欸嘿嘿
正因为堆区的空间是由我们来支配，所以堆区的内存空间的生存区为动态储存时期
由我们调用malloc函数或者在c++里可以用new运算符new出来（也就是向系统申请空间）
注意：刚分配出来的空间是野值，不可以直接使用
然后我们不用这块内存的时候就要用free函数（如果是malloc出来的）或者delete(new出来的)把其释放掉（即通知系统来回收）
这里要特别注意：！！！如果不用了一定要释放该内存空间！！！否则将造成内存泄漏，后果很严重！！！（~~对系统来说，就相当于别人向你借了100万然后还不还一样~~ ）
还要注意一定：同一块内存不要释放两次（~~难道你想向别人借100万然后还200万 233，那么请务必向我借钱~~ ）

接下来是数据区：

数据区顾名思义，就是用来储存数据的
数据区又可化分为3个小区，分别是BSS段，普通数据区，只读数据区
其中BSS段储存着未初始化的或初始化为0的全局变量和static局部变量
数据区就储存着初始化为非零的全局变量和static局部变量（从这里就可以看出带了static关键字的局部变量储存方式其实完全和全局变量一样，只不过，它只可以在声明这个变量的空间内起作用）
所以要注意可读写的static变量要谨慎使用
然后只读数据区也是顾名思义，代表该区域的数据是只读的，不能被修改，所以一般字符串常量、带const的全局变量和static的局部变量
举个栗子

//在main函数内
char * str = "hallo";	//这里用一个指针变量str的内存空间存放在栈区里面占了sizeof(char *)个字节，而系统还分配了6个字节的空间给"hallo"字符串，这个字符串储存在数据区中的只读数据区
str[2] = 'a';			//这里如果我们修改字符串内存，编译器就会报错，所以这也说明了只读数据区是只读的。

但是如果是const修饰的全局变量我们去修改是可以通过编译的，编译器只是会给我们一个警告，但是程序运行起来就会崩溃了，所以我们千万不要去修改只读数据区的变量
举个栗子

#include <stdio.h>
const int x = 90;
int main()
{
	int *ptr = &x;
	*ptr = 233;	//此时编译是可以通过的，但是程序运行到这句代码时就会崩溃
				//所以我们尽量不要用指针去指向一个只读数据区的常量，如果实在要指向，一定要加上const关键字
				//比如这样 const int *ptr = &x;	
				//此时如果在意图以指针间接修改x空间内的值，编译器将会报错
	return 0;
}

所以，总结出只读数据区不能有写操作，有了直接崩溃
数据区还有以下特点

该区域里的内存空间在程序运行前期（在进入main函数之前）分配（如果内存不足程序无法运行），所以全局数据区不会有野值，如果变量未初始化将自动置为零然后储存在BSS段，如果加了const关键字就会储存在只读数据区
该区域里的内存空间在程序退出运行后释放，故可读写的全局变量不推荐使用
前一次的修改维持到下一次使用

然后，我们在来说说代码区：

顾名思义，所有函数对应的二进制指令均存放在本区域
所以的指令以函数为单位在本区域进行组织存放，程序中有多少函数，本区域就被分成多少份，没一份对应一个函数，因此函数名实际也代表函数在本区域所占空间的首地址
任何非NULL的函数指针均指向本区域的某一个函数
本区域只读，可执行
和数据区一样都是程序运行前分配（main函数以前），所以本区域的生存期为静态储存时期（也就是程序运行全期）

理论知识过后，我们来实践一下

我们来通过地址来看看，进程的内存分布

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

char test1 = '1';           //数据区
char test5 = '5';           //
const char test2 = '2';     //数据区只读数据区
char test3;                 //数据区BSS段
void Code();


int main(int argc, char **argv)
{
    system("color a");
    static char test4 = 0;
    char *ptr = "abcdefg";
    char *ptr_h = (char *)malloc(1);
    printf("\n----------------------------------------------------------\n\n");
    printf("代码区：\n");
    printf("main函数地址 %p\n", main);
    printf("Daima函数地址: %p\n", Code);
    printf("\n----------------------------------------------------------\n\n");
    printf("栈区：\n");
    printf("ptr的地址 %p\n", &ptr);
    printf("ptr_h的地址 %p\n", &ptr_h);
    printf("\n----------------------------------------------------------\n\n");
    printf("数据区：\n");
    printf("test1变量的存放空间 %p\n", &test1);
    printf("test5变量的存放空间 %p\n", &test5);
    printf("\n------------------------只读数据区---------------------\n");
    printf("test2变量的存放空间 %p\n", &test2);
    printf("\"abcdefg\"的存放空间 %p\n", ptr);
    printf("\n----------------------bss段------------------------------\n");
    printf("test3变量的存放空间 %p\n", &test3);
    printf("test4变量的存放空间 %p\n", &test4);
    printf("\n----------------------------------------------------------\n\n");
    printf("堆区:\n");
    printf("malloc申请来的地址 %p\n", ptr_h);
    printf("\n----------------------------------------------------------\n\n");
    free(ptr_h);

    return 0;
}

void Code()
{
    printf("wakaka!");
}

程序运行结果

接下来我们来验证，BSS段是不是存放了初始化为0的全局变量或局部变量
我们去修改test4的初始化
不给定初值
运行结果

然后我们将test4初始化为非0；

运行结果