1.内存分区
C源代码进过预处理、编译、汇编和链接4步生成一个可执行程序。
程序在没有运行之前,也就是说程序没有被加载到内存前,可执行程序内部已经分好3段信息,分别是代码区(text)、数据区(data)和未初始化数据区(bss)三个部分。(部分人直接把data和bss合起来叫做静态区或全局区)。
运行可执行程序,系统把程序加载到内存,除了根据可执行程序的信息分出代码区、数据区和未初始化数据区之外,还额外增加了栈区和堆区。
1.1 代码区
代码区存放CPU执行的机器指令。通常代码区是可共享的(即另外的执行程序可以调用它),因为对于频繁被执行的程序,只需要在内存中有一份代码即可。代码区通常是只读的,为了防止程序意外地修改了它的指令。
1.2 全局初始化数据区/静态数据区(data段)
该区包含了在程序中明确被初始化的全局变量、已经初始化的静态变量(包括全局静态变量和局部静态变量)和常量数据(如字符串常量)。
1.3 未初始化数据区(又叫bss区)
存入的是全局未初始化变量和未初始化静态变量。未初始化数据区的数据在程序开始执行之前被内核初始化为0或者空(NULL)。
1.4 栈区(stack)
栈是一种先进后出的内存结构,由编译器自动分配释放,存放函数的参数值、返回值、局部变量等。在程序运行中实时加载和释放,因此,局部变量的生存周期为申请到释放该段栈空间。不同的操作系统分配给每一个程序的栈区大小不同:一般Windows是1M ~ 8M不等,一般Linux是1M ~ 16M不等。
1.5堆区(heap)
堆是一个大容器,它的容量远大于栈,用于动态内存分配,堆在内存中位于BSS区和栈区之间。一般由程序员分配和释放,若不主动释放,程序结束时,由操作系统回收。堆区通常加载音频文件、视频文件、图像文件、文本文件以及大小超过栈大小由程序员主动申请分配的内存的大数组等。
注意:
1) 所有未初始化的静态变量和全局变量,编译器会默认赋初值0.
2)程序在加载到内存前,代码区和全局区(data和bss)的大小就是固定的,程序运行期间不能改变。
3)data段和bss区中的数据的生存周期为整个程序运行过程。
4)data段、text区和bss区是由编译器在编译时分配的,堆和栈是由系统在运行时分配的。
C语言 作用域和生命周期
a.普通局部变量
属于某个{},在{}外部不能使用此变量,在{}内部是可以使用。执行到普通局部变量定义语句,才会分配空间,离开{},自动释放。普通局部变量不初始化,默认值为随机数。
b.static局部变量
属于某个{},在{}外部不能使用此变量,在{}内部是可以使用。在编译阶段就已经分配空间,离开{},static局部变量不会释放,只有整个程序结束才释放。初始化只能使用常量。static局部变量不初始化,默认值为0。
注意:静态局部变量的作用域属于某个{},但是它的生命周期却是从编译阶段到整个程序结束。
c.普通全局变量
普通全局变量只要定义了,任何地方都能使用,使用前需要声明所有的.c文件,只能定义一次普通全局变量,但是可以声明多次(外部链接)。在编译阶段分配空间,只有整个程序结束才释放。。
注意:全局变量的作用域是全局范围,但是在某个文件中使用时,必须先声明。
d.static全局变量
static全局变量只能在定义所在的文件中使用此变量(内部链接)。在编译阶段分配空间,只有整个程序结束才释放。不同的.c文件,可以定义一次static全局变量。
e.extern函数和static函数的区别(作用域)
extern函数所有文件都可以调用,所有文件中只能定义一次extern函数。
static函数只能在定义所在的文件中调用此函数,不同文件,可以定义一次static函数。