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C语言中内存四区的本质分析

硬件攻城狮 来源:硬件攻城狮 2023-08-26 14:46 次阅读

1、数据类型本质分析

1.1 数据类型的概念

“类型”是对数据的抽象类型相同的数据有相同的表示形式、存储格式以及相关的操作程序中使用的所有数据都必定属于某一种数据类型

1.2 数据类型的本质

数据类型可理解为创建变量的模具:是固定内存大小的别名。数据类型的作用:编译器预算对象(变量)分配的内存空间大小。注意:数据类型只是模具,编译器并没有分酤空间,只有根据类型(模具)创建变量(实物),编译器才会分配空间。

2、变量的本质分析

2.1 变量的概念

概念:既能读又能写的内存对象,称为变量;若一旦初始化后不能修改的对象则称为常量。变量定义形式:类型标识符,标识符,…,标识符;

2.2 变量的本质

程序通过变量来申请和命名内存空间int a = 0通过变量名访问内存空间。

3、程序的内存四区模型

流程说明:操作系统把物理硬盘代码load到内存操作系统把c代码分成四个区
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
堆区(heap):一般由程序员分配释放(动态内存申请与释放),若程序员不释放程序结束时可能由操作系统回收
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,该区域在程序结束后由操作系统释放
常量区:字符串常量和其他常量的存储位置,程序结束后由操作系统释放。
程序代码区:存放函数体的二进制代码。
操作系统找到main函数入口执行

4、函数调用模型

41294396-43c4-11ee-a2ef-92fbcf53809c.png5、函数调用变量传递分析

(1)

4141d938-43c4-11ee-a2ef-92fbcf53809c.png

(2)

414a683c-43c4-11ee-a2ef-92fbcf53809c.png

(3)

41599f0a-43c4-11ee-a2ef-92fbcf53809c.png

(4)

417556be-43c4-11ee-a2ef-92fbcf53809c.png

(5)

4189e37c-43c4-11ee-a2ef-92fbcf53809c.png

6、栈的生长方向和内存存放方向

41a188e2-43c4-11ee-a2ef-92fbcf53809c.png

相关代码:02_数据类型本质.c
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
#include
#include
#include


int main()
{
    int a;//告诉编译器,分配4个字节
    int b[10];//告诉编译器,分配4*10个字节

    /*
    类型本质:固定内存块大小别名
    可以通过sizeof()测试 
    */
    printf("sizeof(a)=%d,sizeof(b)=%d
", sizeof(a), sizeof(b));
    
    //打印地址
    //数组名称,数组首元素地址,数组首地址
    printf("b:%d,&b:%d
",b,&b);//地址相同

    //b,&b数组类型不同
    //b,数组首地址元素  一个元素4字节,+1 地址+4
    //&b,整个数组首地址  一个数组4*10=40字节, +1  地址+40
    printf("b+1:%d,&b+1:%d
", b + 1, &b + 1);//不同


    //指针类型长度,32位机器32位系统下长度是 4字节
    //              64      64               8
    char********* p = NULL;
    int* q = NULL;
    printf("%d,%d
", sizeof(p), sizeof(q));//4 , 4
    return 0;
}
03_给类型起别名.c
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
#include
#include
#include


typedef unsigned int u32;

//typedef 和结构体结合使用
struct Mystruct
{
    int a;
    int b;
};
typedef struct Mystruct2
{
    int a;
    int b;
}TMP;

/*
void 无类型
1.函数参数为空,定义函数时用void修饰   int fun(void)
2.函数没有返回值:使用void             void fun (void)
3.不能定义void类型的普通变量:void a;//err 无法确定是什么类型
4.可以定义 void* 变量 void* p;//ok   32位系统下永远是4字节
5.数据类型本质:固定内存块大小别名
6.void *p万能指针,函数返回值,函数参数

*/

int main()
{
    u32 t;//unsigned int

    //定义结构体变量,一定要加上struct 关键字
    struct Mystruct m1;
    //Mystruct m2;//err

    TMP m3;//typedef配合结构体使用
    struct Mystruct2 m4;

    printf("
");
    return 0;
}

04_变量的赋值.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
#include
#include
#include



int main()
{
    //变量本质:一段连续内存空间别名
    //变量相当于门牌号,内存相当于房间
    int a;
    int* p;

    //直接赋值
    a = 10;

    printf("a=%d
", a);

    //间接赋值
    printf("&a:%d
", &a);
    p = &a;
    printf("p=%d
", p);
    *p = 22;
    printf("*p=%d,a=%d
", *p, a);

    return 0;
}

05_全局区分析.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
#include
#include
#include



int main()
{
    //变量本质:一段连续内存空间别名
    //变量相当于门牌号,内存相当于房间
    int a;
    int* p;

    //直接赋值
    a = 10;

    printf("a=%d
", a);

    //间接赋值
    printf("&a:%d
", &a);
    p = &a;
    printf("p=%d
", p);
    *p = 22;
    printf("*p=%d,a=%d
", *p, a);

    return 0;
}

06_堆栈区分析.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
#include
#include
#include


char* get_str()
{
    char str[] = "abcdef";//内容分配在栈区,函数运行完毕后内存释放
    printf("%s
", str);

    return str;
}

char* get_str2()
{
    char* temp = (char*)malloc(100);
    if (temp == NULL)
    {
        return NULL;
    }

    strcpy(temp, "abcdefg");
    return temp;
}


int main()
{
    char buf[128] = { 0 };

    //strcpy(buf,get_str());
    //printf("buf = %s
", buf);//乱码,不确定内容

    char* p = NULL;
    p = get_str2();
    if (p != NULL)
    {
        printf("p=%s
", p);
        free(p);
        p = NULL;
    }
    return 0;
}

07_静态局部变量.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
#include
#include
#include

int* getA()
{
    static int a = 10;//在静态区,静态区在全局区

    return &a;
}

int main()
{
    int* p = getA();
    *p = 5;
    printf("%d
",);

    return 0;
}

08_栈的生长方向.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
#include
#include
#include

int* getA()
{
    static int a = 10;//在静态区,静态区在全局区

    return &a;
}

int main()
{
    int* p = getA();
    *p = 5;
    printf("%d
",);

    return 0;
}


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原文标题:C语言中内存四区的本质分析

文章出处:【微信号:mcu168,微信公众号:硬件攻城狮】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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