yidung.com提到C语言，我们知道C语言和其他高级语言的最大的区别就是C语言是要操作内存的！

 

 

我们需要知道——变量，其实是内存地址的一个抽像名字罢了。在静态编译的程序中，所有的变量名都会在编译时被转成内存地址。机器是不知道我们取的名字的，只知道地址。

 

内存的使用是程序设计中需要考虑的重要因素之一，这不仅由于系统内存是有限的（尤其在嵌入式系统中），而且内存分配也会直接影响到程序的效率。因此，我们要对C语言中的内存管理，有个系统的了解。

 

在C语言中，定义了4个内存区间：代码区；全局变量和静态变量区；局部变量区即栈区；动态存储区，即堆区；具体如下：

 

1、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。其操作方式类似于数据结构中的栈。

 

2、堆区（heap） — 一般由程序员分配释放， 若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收 。注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表，呵呵。

 

3、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。 - 程序结束后由系统释放。

 

4、常量区 —常量字符串就是放在这里的。 程序结束后由系统释放

 

5、程序代码区—存放函数体的二进制代码。

 

我们来看张图：weixsk.com

 

 

 

首先我们要知道，源代码编译成程序，程序是放在硬盘上的，而非内存里！只有执行时才会被调用到内存中！

 

我们来看看程序结构，ELF是是Linux的主要可执行文件格式。ELF文件由4部分组成，分别是ELF头（ELF header）、程序头表（Program header table）、节（Section）和节头表（Section header table）。具体如下：weixsk.com

 

1、Program header描述的是一个段在文件中的位置、大小以及它被放进内存后所在的位置和大小。即要加载的信息；

 

2、Sections保存着object 文件的信息，从连接角度看：包括指令，数据，符号表，重定位信息等等。在图中，我们可以看到Sections中包括：

      (1)  .text   文本结 存放指令；

      (2)  .rodata   数据结  readonly;

      (3)  .data  数据结 可读可写； weixsk.com

 

3、Section头表（section header table）包含了描述文件sections的信息。每个section在这个表中有一个入口；每个入口给出了该section的名字，大小，等等信息。相当于 索引！
     

而程序被加载到内存里面，又是如何分布的呢？我们看看上图中：

 

1、正文和初始化的数据和未初始化的数据就是我们所说的数据段，正文即代码段；

 

2、正文段上面是常量区，常量区上面是全局变量和静态变量区，二者占据的就是初始化的数据和未初始化的数据那部分；

 

3、再上面就是堆，动态存储区，这里是上增长；

 

4、堆上面是栈，存放的是局部变量，就是局部变量所在代码块执行完毕后，这块内存会被释放，这里栈区是下增长；

 

5、命令行参数就是$0 $1之类的，环境变量什么的前面的文章已经讲过，有兴趣的可以去看看。

 

我们知道，内存分为动态内存和静态内存，我们先讲静态内存。
一、静态内存

 

内存管理---存储模型weixsk.com

 

存储模型决定了一个变量的内存分配方式和访问特性，在C语言中主要有三个维度来决定：1、存储时期 2、作用域 3、链接

 

1、存储时期

 

 

存储时期：变量在内存中的保留时间（生命周期）

 

存储时期分为两种情况，关键是看变量在程序执行过程中会不会被系统自动回收掉。

 

 1)  静态存储时期 Static

 

在程序执行过程中一旦分配就不会被自动回收。

 

通常来说，任何不在函数级别代码块内定义的变量。weixsk.com

 

无论是否在代码块内，只要采用static关键字修饰的变量。

 

 2) 自动存储时期  Automatic

 

除了静态存储以外的变量都是自动存储时期的，或者说只要是在代码块内定义的非static的变量，系统会肚脐自动非配和释放内存；

2、作用域weixsk.com

 

 

作用域：一个变量在定义该变量的自身文件中的可见性（访问或者引用）

 

 在C语言中，一共有3中作用域：weixsk.com

 

1)  代码块作用域

 

在代码块中定义的变量都具有该代码的作用域。从这个变量定义地方开始，到这个代码块结束，该变量是可见的；

 

2)  函数原型作用域

 

出现在函数原型中的变量，都具有函数原型作用域，函数原型作用域从变量定义处一直到原型声明的末尾。

 

3)  文件作用域

 

一个在所有函数之外定义的变量具有文件作用域，具有文件作用域的变量从它的定义处到包含该定义的文件结尾处都是可见的；

3、链接

 

 

链接：一个变量在组成程序的所有文件中的可见性（访问或者引用）；

 

C语言中一共有三种不同的链接：

 

1)  外部链接

 

如果一个变量在组成一个程序的所有文件中的任何位置都可以被访问，则称该变量支持外部链接；

 

2)  内部链接

 

如果一个变量只可以在定义其自身的文件中的任何位置被访问，则称该变量支持内部链接。

 

3)  空链接   

 

如果一个变量只是被定义其自身的当前代码块所私有，不能被程序的其他部分所访问，则成该变量支持空链接

 

我们来看一个代码示例：

 

[cpp] view plain copy

1. #include   

2.   

3. int a = 0;// 全局初始化区    

4. char *p1; //全局未初始化区    

5.   

6. int main()    

7. {    

8. int b; //b在栈区  

9. char s[] = "abc"; //栈    

10. char *p2; //p2在栈区  

11.   

12. char *p3 = "123456"; //123456\0在常量区，p3在栈上。    

13. static int c =0； //全局（静态）初始化区  

14.     

15. p1 = (char *)malloc(10);    

16. p2 = (char *)malloc(20);  //分配得来得10和20字节的区域就在堆区。    

17.   

18. strcpy(p1, "123456"); //123456\0放在常量区，编译器可能会将它与p3所指向的"123456"优化成一个地方。    

19. }