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C語言中內(nèi)存四區(qū)的本質(zhì)分析

硬件攻城獅 ? 來源:硬件攻城獅 ? 2023-08-26 14:46 ? 次閱讀

1、數(shù)據(jù)類型本質(zhì)分析

1.1 數(shù)據(jù)類型的概念

“類型”是對數(shù)據(jù)的抽象類型相同的數(shù)據(jù)有相同的表示形式、存儲格式以及相關(guān)的操作程序中使用的所有數(shù)據(jù)都必定屬于某一種數(shù)據(jù)類型

1.2 數(shù)據(jù)類型的本質(zhì)

數(shù)據(jù)類型可理解為創(chuàng)建變量的模具:是固定內(nèi)存大小的別名。數(shù)據(jù)類型的作用:編譯器預算對象(變量)分配的內(nèi)存空間大小。注意:數(shù)據(jù)類型只是模具,編譯器并沒有分酤空間,只有根據(jù)類型(模具)創(chuàng)建變量(實物),編譯器才會分配空間。

2、變量的本質(zhì)分析

2.1 變量的概念

概念:既能讀又能寫的內(nèi)存對象,稱為變量;若一旦初始化后不能修改的對象則稱為常量。變量定義形式:類型標識符,標識符,…,標識符;

2.2 變量的本質(zhì)

程序通過變量來申請和命名內(nèi)存空間int a = 0通過變量名訪問內(nèi)存空間。

3、程序的內(nèi)存四區(qū)模型

流程說明:操作系統(tǒng)把物理硬盤代碼load到內(nèi)存操作系統(tǒng)把c代碼分成四個區(qū)
棧區(qū)( stack):由編譯器自動分配釋放,存放函數(shù)的參數(shù)值,局部變量的值等
堆區(qū)(heap):一般由程序員分配釋放(動態(tài)內(nèi)存申請與釋放),若程序員不釋放程序結(jié)束時可能由操作系統(tǒng)回收
全局區(qū)(靜態(tài)區(qū))( statIc):全局變量和靜態(tài)變量的存儲是放在一塊的,初始化的全局變量和靜態(tài)變量在一塊區(qū)域,未初始化的全局變量和未初始化的靜態(tài)變量在相鄰的另一塊區(qū)域,該區(qū)域在程序結(jié)束后由操作系統(tǒng)釋放
常量區(qū):字符串常量和其他常量的存儲位置,程序結(jié)束后由操作系統(tǒng)釋放。
程序代碼區(qū):存放函數(shù)體的二進制代碼。
操作系統(tǒng)找到main函數(shù)入口執(zhí)行

4、函數(shù)調(diào)用模型

41294396-43c4-11ee-a2ef-92fbcf53809c.png5、函數(shù)調(diào)用變量傳遞分析

(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、棧的生長方向和內(nèi)存存放方向

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

相關(guān)代碼:02_數(shù)據(jù)類型本質(zhì).c
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
#include
#include
#include


int main()
{
    int a;//告訴編譯器,分配4個字節(jié)
    int b[10];//告訴編譯器,分配4*10個字節(jié)

    /*
    類型本質(zhì):固定內(nèi)存塊大小別名
    可以通過sizeof()測試 
    */
    printf("sizeof(a)=%d,sizeof(b)=%d
", sizeof(a), sizeof(b));
    
    //打印地址
    //數(shù)組名稱,數(shù)組首元素地址,數(shù)組首地址
    printf("b:%d,&b:%d
",b,&b);//地址相同

    //b,&b數(shù)組類型不同
    //b,數(shù)組首地址元素  一個元素4字節(jié),+1 地址+4
    //&b,整個數(shù)組首地址  一個數(shù)組4*10=40字節(jié), +1  地址+40
    printf("b+1:%d,&b+1:%d
", b + 1, &b + 1);//不同


    //指針類型長度,32位機器32位系統(tǒng)下長度是 4字節(jié)
    //              64      64               8
    char********* p = NULL;
    int* q = NULL;
    printf("%d,%d
", sizeof(p), sizeof(q));//4 , 4
    return 0;
}
03_給類型起別名.c
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
#include
#include
#include


typedef unsigned int u32;

//typedef 和結(jié)構(gòu)體結(jié)合使用
struct Mystruct
{
    int a;
    int b;
};
typedef struct Mystruct2
{
    int a;
    int b;
}TMP;

/*
void 無類型
1.函數(shù)參數(shù)為空,定義函數(shù)時用void修飾   int fun(void)
2.函數(shù)沒有返回值:使用void             void fun (void)
3.不能定義void類型的普通變量:void a;//err 無法確定是什么類型
4.可以定義 void* 變量 void* p;//ok   32位系統(tǒng)下永遠是4字節(jié)
5.數(shù)據(jù)類型本質(zhì):固定內(nèi)存塊大小別名
6.void *p萬能指針,函數(shù)返回值,函數(shù)參數(shù)

*/

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

    //定義結(jié)構(gòu)體變量,一定要加上struct 關(guān)鍵字
    struct Mystruct m1;
    //Mystruct m2;//err

    TMP m3;//typedef配合結(jié)構(gòu)體使用
    struct Mystruct2 m4;

    printf("
");
    return 0;
}

04_變量的賦值.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
#include
#include
#include



int main()
{
    //變量本質(zhì):一段連續(xù)內(nèi)存空間別名
    //變量相當于門牌號,內(nèi)存相當于房間
    int a;
    int* p;

    //直接賦值
    a = 10;

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

    //間接賦值
    printf("&a:%d
", &a);
    p = &a;
    printf("p=%d
", p);
    *p = 22;
    printf("*p=%d,a=%d
", *p, a);

    return 0;
}

05_全局區(qū)分析.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
#include
#include
#include



int main()
{
    //變量本質(zhì):一段連續(xù)內(nèi)存空間別名
    //變量相當于門牌號,內(nèi)存相當于房間
    int a;
    int* p;

    //直接賦值
    a = 10;

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

    //間接賦值
    printf("&a:%d
", &a);
    p = &a;
    printf("p=%d
", p);
    *p = 22;
    printf("*p=%d,a=%d
", *p, a);

    return 0;
}

06_堆棧區(qū)分析.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
#include
#include
#include


char* get_str()
{
    char str[] = "abcdef";//內(nèi)容分配在棧區(qū),函數(shù)運行完畢后內(nèi)存釋放
    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);//亂碼,不確定內(nèi)容

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

07_靜態(tài)局部變量.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
#include
#include
#include

int* getA()
{
    static int a = 10;//在靜態(tài)區(qū),靜態(tài)區(qū)在全局區(qū)

    return &a;
}

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

    return 0;
}

08_棧的生長方向.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
#include
#include
#include

int* getA()
{
    static int a = 10;//在靜態(tài)區(qū),靜態(tài)區(qū)在全局區(qū)

    return &a;
}

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

    return 0;
}


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原文標題:C語言中內(nèi)存四區(qū)的本質(zhì)分析

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