局部变量,全局变量?探寻程序上面的栈(STACK)空间的最大值!


近日看到有一些与程序、内存的的资料,
比较有意思。 能够体现全局数据与局部变量的内存关系,我在Cygwin上面跑出来的结果是STACK 的空间只有2M,用完后程序就停止执行了,源代码如下:

filename : DepleteStackSize.c
 
#include <stdio.h>


static long STACK_BLOCK_HEADER;

void depleteStackSpace() {
// declare local variable for booking some STACK spaces.
int intVarInStackSpace = 0;
// output the memory offset
printf("%3.1fM/n", (STACK_BLOCK_HEADER - (long)(&intVarInStackSpace)*1.0)/(1024*1024));
// self recursive
depleteStackSpace();
}

int main() {
// the first local variable in application memory.
int intVarInStackSpace = 0;
// get first local variable address as the STACK block header
STACK_BLOCK_HEADER = (long)(&intVarInStackSpace);
// perform depletion
depleteStackSpace();
// out the normal exit message
printf("normal exit./n");
}

在Cygwin中用gcc编译为Win32程序:


[root@sharkwang Temp] #
gcc -mno-cygwin -o DepleteStackSize.exe DepleteStackSize.c


执行结果摘录如下:
2.0M
2.0M
2.0M  <--- %3.1f格式化后都四舍五入了,所以1.5xxM以上都变成2.0M了
2.0M
2.0M
2.0M
2.0M
2.0M  <--- 到最大空间后程序就停止了,没有看到Normal Exit的输出...
[root@sharkwang Temp] #
### 静态局部变量全局变量和动态局部变量的存储位置 #### 静态局部变量 静态局部变量是由`static`关键字修饰的局部变量,其存储位置位于内存的**全局数据区**或称为**数据段**。尽管静态局部变量的作用域仅限于定义它的函数内部,但它在整个程序运行期间都保持存在[^4]。这意味着静态局部变量程序启动时被分配内存,并在程序终止时才释放。 #### 全局变量 全局变量是指在其作用域之外声明的变量,通常存在于整个程序的生命期内。这些变量会被存储在内存的**全局数据区**中,具体来说是在**数据段**内[^1]。如果全局变量被标记为`static`,则它仍然会存储在全局数据区内,但其作用域将局限于当前文件[^2]。 #### 动态局部变量 动态局部变量指的是那些没有使用`static`关键字修饰的标准局部变量。这类变量会在每次进入函数时创建,并在退出该函数时销毁。它们一般存储在内存的**区**中[^5]。每当调用一个函数时,都会为其所有的非静态局部变量分配一块新的空间,而当函数执行完毕后,这块空间就会被回收。 #### 内存布局概述 C/C++程序的内存布局主要包括以下几个部分: - **区(Stack)**: 用于存放动态局部变量及其临时对象。 - **堆区(Heap)**: 主要由程序员手动管理,通过诸如`malloc()` 或 `new` 运算符来申请额外的空间。 - **全局/静态数据区(Global/static Data Segment)**: 此处保存了所有全局变量和静态变量的数据。 - **代码区(Text Segment)**: 包含可执行机器指令和其他常量字符串等不可变数据。 以下是简单的示意图表示上述概念: ```plaintext +-----------------------------+ | Code Area | +-----------------------------+ | Global/Data | <- 全局变量 & 静态变量在此区域 +-----------------------------+ | Heap Area | +-----------------------------+ | Stack Area | <- 局部变量在此区域 +-----------------------------+ ``` 下面是一个展示不同类型的变量如何影响内存使用的例子: ```c++ #include <iostream> using namespace std; int globalVar; // 存放于全局数据区 void exampleFunction() { static int staticLocalVar = 0; // 存放于全局数据区, 只初始化一次 int dynamicLocalVar = 0; // 存放于区 cout << "Static Local Var: " << ++staticLocalVar << endl; cout << "Dynamic Local Var: " << ++dynamicLocalVar << endl; } int main(){ exampleFunction(); exampleFunction(); } ``` 此代码片段展示了静态局部变量即使在次函数调用之间也保留其值,因为它是驻留在全局数据区而不是上的。
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