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C語言中內存四區模型的本質區別和代碼分析

Q4MP_gh_c472c21 ? 來源:抖點料er ? 作者:抖點料er ? 2022-03-09 14:45 ? 次閱讀
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1、數據類型本質分析

1.1 數據類型的概念

“類型”是對數據的抽象類型相同的數據有相同的表示形式、存儲格式以及相關的操作程序中使用的所有數據都必定屬于某一種數據類型

1.2 數據類型的本質

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

2、變量的本質分析

2.1 變量的概念

概念:既能讀又能寫的內存對象,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

程序通過變量來申請和命名內存空間int a = 0通過變量名訪問內存空間。

3、程序的內存四區模型

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

4、函數調用模型

92e237d0-9e87-11ec-952b-dac502259ad0.png

5、函數調用變量傳遞分析

(1)

92fae4f6-9e87-11ec-952b-dac502259ad0.png

(2)

930ff288-9e87-11ec-952b-dac502259ad0.png

(3)

932433f6-9e87-11ec-952b-dac502259ad0.png

(4)

933eb776-9e87-11ec-952b-dac502259ad0.png

(5)

93565070-9e87-11ec-952b-dac502259ad0.png

6、棧的生長方向和內存存放方向

936dba9e-9e87-11ec-952b-dac502259ad0.png

相關代碼:02_數據類型本質.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
    int b[10];//告訴編譯器,分配4*10個字節

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

    //b,&b數組類型不同
    //b,數組首地址元素  一個元素4字節,+1 地址+4
    //&b,整個數組首地址  一個數組4*10=40字節, +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位系統下長度是 4字節
    //              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 和結構體結合使用
struct Mystruct
{
    int a;
    int b;
};
typedef struct Mystruct2
{
    int a;
    int b;
}TMP;

/*
void 無類型
1.函數參數為空,定義函數時用void修飾   int fun(void)
2.函數沒有返回值: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位系統下永遠是4字節
5.數據類型本質:固定內存塊大小別名
6.void *p萬能指針,函數返回值,函數參數

*/

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

    //定義結構體變量,一定要加上struct 關鍵字
    struct Mystruct m1;
    //Mystruct m2;//err

    TMP m3;//typedef配合結構體使用
    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:一段連續內存空間別名
    //變量相當于門牌號,內存相當于房間
    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_全局區分析.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
#include
#include
#include



int main()
{
    //變量本質:一段連續內存空間別名
    //變量相當于門牌號,內存相當于房間
    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_堆棧區分析.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
#include
#include
#include


char* get_str()
{
    char str[] = "abcdef";//內容分配在棧區,函數運行完畢后內存釋放
    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,不確定內容

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

07_靜態局部變量.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
#include
#include
#include

int* getA()
{
    static int a = 10;//在靜態區,靜態區在全局區

    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;//在靜態區,靜態區在全局區

    return &a;
}

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

    return 0;
}

審核編輯:郭婷


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原文標題:C語言中內存四區的本質分析

文章出處:【微信號:gh_c472c2199c88,微信公眾號:嵌入式微處理器】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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