调用函数时，内存分配、栈空间与静态变量的性质

1.在进行C/C++编程时，需要程序员对内存的了解比较精准。经常需要操作的内存可分为以下几个类别：
1）栈区（stack）— 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。其操作方式类似于数据结构中的栈。
2）堆区（heap） — 一般由程序员分配释放， 若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收 。注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表。
3）全局区（静态区）（static）—，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。 - 程序结束后有系统释放
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—存放函数体的二进制代码。

以下是一段实际说明的程序代码：
这是一个前辈写的，非常详细 ，（我们自己可以试试）
//main.cpp
int a = 0; 全局初始化区
char *p1; 全局未初始化区
main()
{
int b; 栈
char s[] = “abc”; 栈
char *p2; 栈
char *p3 = “123456”; 123456在常量区，p3在栈上。
static int c =0； 全局（静态）初始化区
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, “123456”); 123456放在常量区，编译器可能会将它与p3所指向的"123456"优化成一个地方。
}
2.栈空间
1)栈是什么
（1）简单来说，栈是一种LIFO形式的数据结构，所有的数据都是后进先出。这种形式的数据结构正好满足我们调用函数的方式: 父函数调用子函数，父函数在前，子函数在后；返回时，子函数先返回，父函数后返回。栈支持两种基本操作，push和pop。push将数据压入栈中，pop将栈中的数据弹出并存储到指定寄存器或者内存中。

（2）栈的生长方向是从高地址到低地址的，这是因为在下文讲的栈帧中，栈就是向下生长的。pop操作后，栈中的数据并没有被清空，只是该数据我们无法直接访问。

2)何为栈帧
（1）栈帧，也就是stack frame，其本质就是一种栈，只是这种栈专门用于保存函数调用过程中的各种信息（参数，返回地址，本地变量等）。每次函数调用，都为函数开辟一块空间，成为栈帧。

（2）栈帧也叫过程活动记录，是编译器用来实现函数调用过程的一种数据结构。C语言中，每个栈帧对应着一个未运行完的函数。从逻辑上讲，栈帧就是一个函数执行的环境：函数调用框架、函数参数、函数的局部变量、函数执行完后返回到哪里等等。栈是从高地址向低地址延伸的。每个函数的每次调用，都有它自己独立的一个栈帧，这个栈帧中维持着所需要的各种信息。寄存器ebp指向当前的栈帧的底部（高地址），寄存器esp指向当前的栈帧的顶部（低地址）。

（3）对x86体系的CPU而言，其中
寄存器ebp（base pointer ）可称为“帧指针”或“基址指针。
寄存器esp（stack pointer）可称为“ 栈指针”。
要知道的是：
ebp 在未受改变之前始终指向栈帧的开始，也就是栈底，所以ebp的用途是在堆栈中寻址用的。esp是会随着数据的入栈和出栈移动的，也就是说，esp始终指向栈顶。

（4）一般来说，我们将 ebp 到 esp 之间区域当做栈帧（也有人认为该从函数参数开始，不过这不影响分析）。并不是整个栈空间只有一个栈帧，每调用一个函数，就会生成一个新的栈帧。在函数调用过程中，我们将调用函数的函数称为“调用者(caller)”，将被调用的函数称为“被调用者(callee)”。在这个过程中，1）“调用者”需要知道在哪里获取“被调用者”返回的值；2）“被调用者”需要知道传入的参数在哪里，3）返回的地址在哪里。同时，我们需要保证在“被调用者”返回后，ebp, esp 等寄存器的值应该和调用前一致。因此，我们需要使用栈来保存这些数据。

注意：ebp指向当前位于系统栈最上边一个栈帧的底部，而不是系统栈的底部。严格说来，“栈帧底部”和“栈底”是不同的概念esp所指的栈帧顶部和系统栈的顶部是同一个位置。

3.静态变量的作用
1）定义全局静态变量
2）定义局部静态变量
3）定义静态函数
4）头文件中使用
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