单片机全局变量 局部变量 堆与栈 的区别

单片机全局变量 局部变量 堆与栈 的区别

局部变量空间，就是堆栈空间，也就是栈空间。
从局部变量声明的时候，它就在堆栈空间了，而不是调用函数的时候，才让它入栈的。

定义一个局部变量a，编译器会将a的地址分配到寄存器组R0~R7中去。由于它是局部变量，所以编译器将使用立即数赋值语句为代表a的寄存器Rn赋值，最后计算的结果也将存在寄存器组中，位置由编译器任意指定。

定义一个全局变量a，编译器将在RAM中为变量a指定一个专用地址，在C程序中给a赋的值将存入这个专用地址中。程序操作变量a时，首先从专用地址中取出存放的值，然后再进行计算。

结论：

局部变量由于用寄存器直接操作，存取速度和计算速度都很快；由于寄存器数量有限，如果局部变量过多，将使代码由于频繁分配寄存器而变得冗长。

全局变量被定义在内存中的专门地址上，存取位置固定。对于频繁存取的重要变量可以采用全局变量以减少代码的长度；由于全局变量总是占用内存，如果过多，或者把程序处理和计算中的一些中间变量也定义成全局变量，将大量消耗内存空间，处理速度会减慢，同时数据安全性也会降低。

接触过编程的人都知道，高级语言都能通过变量名来访问内存中的数据。那么这些变量在内存中是如何存放的呢？程序又是如何使用这些变量的呢？下面就会对此进行深入的讨论。下文中的C语言代码如没有特别声明，默认都使用VC编译的release版。

首先，来了解一下 C 语言的变量是如何在内存分部的。C 语言有全局变量(Global)、本地变量(Local)，静态变量(Static)、寄存器变量(Regeister)。每种变量都有不同的分配方式。先来看下面这段代码：

#include <stdio.h>

int g1=0, g2=0, g3=0;

int main() 
{ 
static int s1=0, s2=0, s3=0; 
int v1=0, v2=0, v3=0;

//打印出各个变量的内存地址

printf("0x%08x\n",&v1); //打印各本地变量的内存地址 
printf("0x%08x\n",&v2); 
printf("0x%08x\n\n",&v3); 
printf("0x%08x\n",&g1); //打印各全局变量的内存地址 
printf("0x%08x\n",&g2); 
printf("0x%08x\n\n",&g3); 
printf("0x%08x\n",&s1); //打印各静态变量的内存地址 
printf("0x%08x\n",&s2); 
printf("0x%08x\n\n",&s3); 
return 0; 
}

编译后的执行结果是：

0x0012ff78 
0x0012ff7c 
0x0012ff80

0x004068d0 
0x004068d4 
0x004068d8

0x004068dc 
0x004068e0 
0x004068e4

输 出的结果就是变量的内存地址。其中v1,v2,v3是本地变量，g1,g2,g3是全局变量，s1,s2,s3是静态变量。你可以看到这些变量在内存是连 续分布的，但是本地变量和全局变量分配的内存地址差了十万八千里，而全局变量和静态变量分配的内存是连续的。这是因为本地变量和全局/静态变量是分配在不 同类型的内存区域中的结果。对于一个进程的内存空间而言，可以在逻辑上分成3个部份：代码区，静态数据区和动态数据区。动态数据区一般就是“堆栈”。“栈 (stack)”和“堆(heap)”是两种不同的动态数据区，栈是一种线性结构，堆是一种链式结构。进程的每个线程都有私有的“栈”，所以每个线程虽然 代码一样，但本地变量的数据都是互不干扰。一个堆栈可以通过“基地址”和“栈顶”地址来描述。全局变量和静态变量分配在静态数据区，本地变量分配在动态数 据区，即堆栈中。程序通过堆栈的基地址和偏移量来访问本地变量。