C 语言的内存布局|学习笔记

简介: 快速学习 C 语言的内存布局

开发者学堂课程【你的第一门 C 语言课C 语言的内存布局】学习笔记,与课程紧密联系,让用户快速学习知识

课程地址:https://developer.aliyun.com/learning/course/444/detail/5488


C 语言的内存布局


目录:

一、C 语言的内存布局规律

二、代码段

三、数据段

四、BSS 段

五、堆


一、C 语言的内存布局规律

C 语言的内存布局,正式讲解之前先看一段代码。

#include

#include

int global_ uninit_ var;

int global init var1 = 520;

int global init var2 = 880;

//首先三个全局变量,初始化。

void func (void) ;

void func (void)

{

;//空语句。

}

int main(void)

{

int local var1;

int local var2;

//两个局部变量。

static int static_uninit_var ;

static int static_init_var = 456 ;

//两个静态变量。

char *str1 = "I love FishC.com!";

char *str2 = "You are right!";

//两个字符串。

int *malloc_var = (int * )malloc( sizeof(int) ) ;

//动态内存管理函数,获取地址

printf("addr of func ->%p\n,"func) ;

printf("addr of str1 ->%p\n", str1) ;

printf("addr of str2->%p\n", str2) ;

printf("addr of global_init_var1 -> %p\n", &global init_ var1) ;printf("addr of global_init var2 -> %p\n",&global_init_var2) ;printf( "addr of static_init_var -> %p\n", &static_init_var) ;

printf("addr of static_uninit_var -> %p\n"&static_uninit_ var) ;printf("addr of global_uninit_var -> %p\n", &global_ uninit_ var) ;

printf("addr of malloc_var ->%p\n",malloc_var) ;

printf("addr of local_var1 ->%p\n", &local_var1) ;

printf("addr of local var2 -> %p\n", &local_var2) ;

return 0;

}

C 语言内存布局规律

图片2.png

内存地址由高到低为:
local_var 局部变量
local_var 局部变量
malloc _var 动态申请的内存空间
global_init_var 全局变量(未初始化)
static _uninit _va r静态变量(未初始化)
static _uninit _var 静态变量(初始化)
global_init_var2 全局变量(初始化)
global_init_var1 全局变量(初始化)
str2 字符串常量

str1 字符串常量
func 函数


二、代码段

代码段 ( Text segment) 通常是指用来存放程序执行代码的一块内存区域。这部分区域的大小在程序运行前就已经确定,并且内存区域通常属于只读。

在代码段中,也有可能包含一些只读的常数变量,例如字符串常量等。


三、数据段

数据段 (Initialized data segment) 通常用来存放已经初始化的全局变量和局部静态变量。


四、BSS 段

BSS 段( Bss segment/Uninitialized datasegment) 通常是指用来存放程序中未初始化的全局变量的一块内存区域 BSS 是英文 Block Started by Symbol 的简称,这个区段中的数据在程序运行前将被自动初始化为数字0。

实验代码:

#include

int global uninit var = 520 ;

int main(void)

static int num = 880 ;

char *str = "FishC" ;

return 0 ;

一个程序的本质是由text段,data段和bss段三个组成


五、堆

堆是用于存放进程运行中被动态分配的内存段,它的大小并不固定,可动态扩展或缩小。当进程调用malloc等函数分配内存时,新分配的内存就被动态添加到堆上;当利用free等函数释放内存时,被释放的内存从堆中被剔除。

  • 大家平时可能经常听到堆栈这个词,一般指的就是这个栈。栈是函数执行的内

存区域,通常和堆共享同一片区域。

  • 堆和栈的区别申请方式:

-堆由程序员手动申请-栈由系统自动分配释放方式:

-堆由程序员手动释放-栈由系统自动释放

  • 生存周期:-堆的生存周期由动态申请到程序员主动释放为止,不同函数之间均可

自由访问-栈的生存周期由函数调用开始到函数返回时结束,函数之间的局部变量不能互相访问

  • 发展方向:

-堆和其它区段一样,都是从低地址向高地址发展

-栈则相反,是由高地址向低地址发展

验证堆实验代码1:

#include

#include

int *func (void )

{

int *ptr = NULL ;

ptr= (int * malloc(sizeof(int)) ;

if (ptr == NULL)

{

exit(1) ;

}

*ptr = 520;

return ptr ;

}

int main(void )

{

int *ptr = NULL ;

ptr = func() ;

printf("%d\n",*ptr) ;

free(ptr);

return 0 ;

}

堆实验代码2:

#include

#include

int main(void)

{

int *ptr1 = NULL ;

int*ptr2 = NULL ;

ptr1 = (int * )malloc (sizeof(int)) ;

ptr2 = (int * )malloc (sizeof(int));

printf("stack:%p ->%p\n", &btr1, &ptr2);

printf("heap:%p ->%p\n", &ptr1, &ptr2) ;

ptr1 = (int *)realloc(ptr1,2 * sizeof(int))

printf("heap: %p -> %\n,ptr1, ptr2) ;

return 0;

}

相关文章
|
13天前
|
存储 编译器 程序员
【C语言】内存布局大揭秘 ! -《堆、栈和你从未听说过的内存角落》
在C语言中,内存布局是程序运行时非常重要的概念。内存布局直接影响程序的性能、稳定性和安全性。理解C程序的内存布局,有助于编写更高效和可靠的代码。本文将详细介绍C程序的内存布局,包括代码段、数据段、堆、栈等部分,并提供相关的示例和应用。
27 5
【C语言】内存布局大揭秘 ! -《堆、栈和你从未听说过的内存角落》
|
8天前
|
机器学习/深度学习 人工智能 缓存
【AI系统】推理内存布局
本文介绍了CPU和GPU的基础内存知识,NCHWX内存排布格式,以及MNN推理引擎如何通过数据内存重新排布进行内核优化,特别是针对WinoGrad卷积计算的优化方法,通过NC4HW4数据格式重排,有效利用了SIMD指令集特性,减少了cache miss,提高了计算效率。
22 3
|
13天前
|
存储 缓存 算法
【C语言】内存管理函数详细讲解
在C语言编程中,内存管理是至关重要的。动态内存分配函数允许程序在运行时请求和释放内存,这对于处理不确定大小的数据结构至关重要。以下是C语言内存管理函数的详细讲解,包括每个函数的功能、标准格式、示例代码、代码解释及其输出。
42 6
|
17天前
|
传感器 人工智能 物联网
C 语言在计算机科学中尤其在硬件交互方面占据重要地位。本文探讨了 C 语言与硬件交互的主要方法,包括直接访问硬件寄存器、中断处理、I/O 端口操作、内存映射 I/O 和设备驱动程序开发
C 语言在计算机科学中尤其在硬件交互方面占据重要地位。本文探讨了 C 语言与硬件交互的主要方法,包括直接访问硬件寄存器、中断处理、I/O 端口操作、内存映射 I/O 和设备驱动程序开发,以及面临的挑战和未来趋势,旨在帮助读者深入了解并掌握这些关键技术。
38 6
|
24天前
|
存储 C语言
C语言如何使用结构体和指针来操作动态分配的内存
在C语言中,通过定义结构体并使用指向该结构体的指针,可以对动态分配的内存进行操作。首先利用 `malloc` 或 `calloc` 分配内存,然后通过指针访问和修改结构体成员,最后用 `free` 释放内存,实现资源的有效管理。
86 13
|
24天前
|
存储 编译器 数据处理
C 语言结构体与位域:高效数据组织与内存优化
C语言中的结构体与位域是实现高效数据组织和内存优化的重要工具。结构体允许将不同类型的数据组合成一个整体,而位域则进一步允许对结构体成员的位进行精细控制,以节省内存空间。两者结合使用,可在嵌入式系统等资源受限环境中发挥巨大作用。
51 11
|
18天前
|
大数据 C语言
C 语言动态内存分配 —— 灵活掌控内存资源
C语言动态内存分配使程序在运行时灵活管理内存资源,通过malloc、calloc、realloc和free等函数实现内存的申请与释放,提高内存使用效率,适应不同应用场景需求。
|
24天前
|
存储 C语言 开发者
C 语言指针与内存管理
C语言中的指针与内存管理是编程的核心概念。指针用于存储变量的内存地址,实现数据的间接访问和操作;内存管理涉及动态分配(如malloc、free函数)和释放内存,确保程序高效运行并避免内存泄漏。掌握这两者对于编写高质量的C语言程序至关重要。
46 11
|
16天前
|
并行计算 算法 测试技术
C语言因高效灵活被广泛应用于软件开发。本文探讨了优化C语言程序性能的策略,涵盖算法优化、代码结构优化、内存管理优化、编译器优化、数据结构优化、并行计算优化及性能测试与分析七个方面
C语言因高效灵活被广泛应用于软件开发。本文探讨了优化C语言程序性能的策略,涵盖算法优化、代码结构优化、内存管理优化、编译器优化、数据结构优化、并行计算优化及性能测试与分析七个方面,旨在通过综合策略提升程序性能,满足实际需求。
41 1
|
18天前
|
存储 算法 程序员
C 语言指针详解 —— 内存操控的魔法棒
《C 语言指针详解》深入浅出地讲解了指针的概念、使用方法及其在内存操作中的重要作用,被誉为程序员手中的“内存操控魔法棒”。本书适合C语言初学者及希望深化理解指针机制的开发者阅读。