教您布局C語言編程程序的內(nèi)存

1、教您布局c語言編程程序的內(nèi)存教您布局編程程序的內(nèi)存重點關(guān)注以下內(nèi)容：c語言程序在內(nèi)存中各個段的組成c語言程序銜接過程中的特性和常見錯誤c語言程序的運行方式一：c語言程序的存儲區(qū)域由c語言代碼(文本文件)形成可執(zhí)行程序(二進(jìn)制文件)，需要經(jīng)過編譯-匯編-銜接三個階段。編譯過程把c語言文本文件生成匯編程序，匯編過程把匯編程序形成二進(jìn)制機器代碼，銜接過程則將各個源文件生成的二進(jìn)制機器代碼文件組合成一個文件。c語言編寫的程序經(jīng)過編譯-銜接后，將形成一個統(tǒng)一文件，它由幾個部分組成。在程序運行時又會產(chǎn)生其他幾個部分，各個部分代表了不同的存儲區(qū)域：1.代碼段(code或text)代碼段由程序中執(zhí)行的機器代碼

2、組成。在c語言中，程序語句舉行編譯后，形成機器代碼。在執(zhí)行程序的過程中，cpu的程序計數(shù)器指向代碼段的每一條機器代碼，并由處理器依次運行。2.只讀數(shù)據(jù)段(ro data)只讀數(shù)據(jù)段是程序用法的一些不會被更改的數(shù)據(jù)，用法這些數(shù)據(jù)的方式類似查表式的操作，因為這些變量不需要更改，因此只需要放置在只讀存儲器中即可。3.已初始化讀寫數(shù)據(jù)段(rw data)已初始化數(shù)據(jù)是在程序中聲明，并且具有初值的變量，這些變量需要占用存儲器的空間，在程序執(zhí)行時它們需要位于可讀寫的內(nèi)存區(qū)域內(nèi)，并具有初值，以供程序運行時讀寫。4.未初始化數(shù)據(jù)段(bss)未初始化數(shù)據(jù)是在程序中聲明，但是沒有初始化的變量，這些變量在程序運行之

3、前不需要占用存儲器的空間。5.堆(heap)堆內(nèi)存只在程序運行時浮現(xiàn)，普通由程序員分配和釋放。在具有操作系統(tǒng)的狀況下，假如程序沒有釋放，操作系統(tǒng)可能在程序(例如一個進(jìn)程)結(jié)束后回收內(nèi)存。6.棧(stack)棧內(nèi)存只在程序運行時浮現(xiàn)，在函數(shù)內(nèi)部用法的變量、函數(shù)的參數(shù)以及返回值將用法?？臻g，?？臻g由編譯器自動分配和釋放。c語言目標(biāo)文件的內(nèi)存布局看一個例子：int a = 0; /全局初始化區(qū)，。data段static int b=20; /全局初始化區(qū)，。data段char *p1; /全局未初始化區(qū) .bss段const int a = 10; /.rodata段void main(void)i

4、nt b; /棧char s = "abc" /棧char *p2; /棧static int c = 0; /全局(靜態(tài))初始化區(qū) .data段char *p3 = "123456" /1234560在常量區(qū)，p3 在棧上。p1 = (char*) malloc(10);/分配得來的10和20個字節(jié)的區(qū)域就在堆區(qū)p2 = (char*) malloc(20);strcpy(p1, "123456"); /1234560 在常量區(qū)，編譯器可能會將它與p3所指向的"123456"優(yōu)化成一個地方代碼段、只讀數(shù)據(jù)段、讀寫

5、數(shù)據(jù)段、未初始化數(shù)據(jù)段屬于靜態(tài)區(qū)域，而堆和棧屬于動態(tài)區(qū)域。代碼段、只讀數(shù)據(jù)段和讀寫數(shù)據(jù)段將在鏈接之后產(chǎn)生，未初始化數(shù)據(jù)段將在程序初始化的時候開拓，而堆和棧將在程序的運行中分配和釋放。c語言程序分為映像和運行時兩種狀態(tài)。在編譯-銜接后形成的映像中，將只包含代碼段(text)、只讀數(shù)據(jù)段(ro data)和讀寫數(shù)據(jù)段(rw data)。在程序運行之前，將動態(tài)生成未初始化數(shù)據(jù)段(bss)，在程序的運行時還將動態(tài)形成堆(heap)區(qū)域和棧(stack)區(qū)域。普通來說，在靜態(tài)的映像文件中，各個部分稱之為節(jié)(section)，而在運行時的各個部分稱之為段(segment)。假如不具體區(qū)別，可以統(tǒng)稱為段。學(xué)

6、問點：c語言在編譯和銜接后，將生成代碼段(text)、只讀數(shù)據(jù)段(ro data)和讀寫數(shù)據(jù)段(rw data)。在運行時，除了以上三個區(qū)域外，還包括未初始化數(shù)據(jù)段(bss)區(qū)域和堆(heap)區(qū)域和棧(stack)區(qū)域。二：c語言程序的段1.代碼段(code或text)代碼段由各個函數(shù)產(chǎn)生，函數(shù)的每一個語句將終于經(jīng)過編繹和匯編生成二進(jìn)制機器代碼(詳細(xì)生生哪種體系結(jié)構(gòu)的機器代碼由編譯器打算)。2.只讀數(shù)據(jù)段(ro data)只讀數(shù)據(jù)段由程序中所用法的數(shù)據(jù)產(chǎn)生，該部分?jǐn)?shù)據(jù)的特點是在運行中不需要轉(zhuǎn)變，因此編譯器會將該數(shù)據(jù)段放入只讀的部分中。c語言中的只讀全局變量，只讀局部變量，程序中用法的常量等會

7、在編譯時被放入到只讀數(shù)據(jù)區(qū)。注重：定義全局變量const char a100="abcdefg"將生成大小為100個字節(jié)的只讀數(shù)據(jù)區(qū)，并用法“abcdefg”初始化。假如定義為：const char a ="abcdefg"則按照字符串長度生成8個字節(jié)的只讀數(shù)據(jù)段(還有0)，所以在只讀數(shù)據(jù)段中，普通都需要做徹低的初始化。3.讀寫數(shù)據(jù)段(rw data)讀寫數(shù)據(jù)段表示了在目標(biāo)文件中一部分可以讀也可以寫的數(shù)據(jù)區(qū)，在某些場合它們又被稱為已初始化數(shù)據(jù)段，這部分?jǐn)?shù)據(jù)段和代碼段，與只讀數(shù)據(jù)段一樣都屬于程序中的靜態(tài)區(qū)域，但具有可寫性的特點。通常已初始化的全局變量和局部

8、靜態(tài)變量被放在了讀寫數(shù)據(jù)段，如： 在函數(shù)中定義static char b 100=“abcdefg”;讀寫數(shù)據(jù)區(qū)的特點是必需在程序經(jīng)過初始化，假如只定義，沒初始值，則不會生成讀寫數(shù)據(jù)區(qū)，而會定位為未初始化數(shù)據(jù)區(qū)(bss)。假如全局變量(函數(shù)外部定義的變量)加入static修飾，這表示只能在文件內(nèi)用法，而不能被其他文件用法。4. 未初始化數(shù)據(jù)段(bss)與讀寫數(shù)據(jù)段類似，它也屬于靜態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)，但是該段中的數(shù)據(jù)沒有經(jīng)過初始化。因此它只會在目標(biāo)文件中被標(biāo)識，而不會真正稱為目標(biāo)文件中的一段，該段將會在運行時產(chǎn)生。未初始化數(shù)據(jù)段只在運行的初始化階段才會產(chǎn)生，因此它的大小不會影響目標(biāo)文件的大小。在c語言的程

9、序中，對變量的用法還有以下幾點需要注重：1.函數(shù)體中定義的變量通常是在棧上，不需要在程序中舉行管理，由編繹器處理。2.用malloc,calloc,realloc等分配內(nèi)存的函數(shù)所分配的內(nèi)存空間在堆上，程序必需保證在用法free釋放，否則會發(fā)生內(nèi)存泄漏。3.全部函數(shù)體外定義的是全局變量，加了static后的變量不管是在函數(shù)內(nèi)部或外部都放在全局區(qū)。4.用法const定義的變量將放于程序的只讀數(shù)據(jù)區(qū)。三：程序中段的用法下面用一個容易的例子來解釋c語言中變量和段的對應(yīng)關(guān)系。c語言程序中的全局區(qū)(靜態(tài)區(qū))，實際對應(yīng)著下述幾個段：ro data; rw data ; bss data.普通來說，挺直定義

10、的全局變量在未初始化數(shù)據(jù)區(qū)，假如該變量有初始化則是在已初始化數(shù)據(jù)區(qū)(rw data)，加上const則將放在只讀數(shù)據(jù)區(qū)。const char ro = "this is read only data" /只讀數(shù)據(jù)區(qū)static char rw_1 ="this is global read write data" /已初始化讀寫數(shù)據(jù)段char bss_1 100; /未初始化數(shù)據(jù)段const char *ptrconst ="constant data" /字符串放在只讀取數(shù)據(jù)段int main()short b; /在棧上，占用2個

11、字節(jié)char a100; /在棧上開拓100個字節(jié)， 它的值是其首地址char s ="abcdefg" /s在棧上，占用4個字節(jié)，"abcdefg"本身放置在只讀數(shù)據(jù)存儲區(qū)，占8個字節(jié)char *p1; /p1在棧上，占用4個字節(jié)char *p2="123456" /p2 在棧上，p2指向的內(nèi)容不能改，“123456”在只讀數(shù)據(jù)區(qū)static char rw_2 ="this is local read write data"/局部已初始化讀寫數(shù)據(jù)段static char bss_2100; /局部未初始化數(shù)據(jù)段

12、static int c = 0; /全局(靜態(tài))初始化區(qū)p1=(char *)malloc(10 * sizeof(char ) ); /分配內(nèi)存區(qū)域在堆區(qū)strcpy(p1,"xxxx"); /“xxxx”放在只讀數(shù)據(jù)區(qū)，占5個字節(jié)free(p1); /用法free釋放p1所指向的內(nèi)存return 0;讀寫數(shù)據(jù)段包含了憶初始化的全局變量 static char rw_1 以及局部靜態(tài)變量static rw_2 .其差別在于編繹時，是在函數(shù)內(nèi)部用法的還是可以在囫圇文件中用法。對于rw_1 無論有無static 修飾，其都將被放置在讀寫數(shù)據(jù)區(qū)，只是能否被其它文件引用與否。對于后者就不一樣了，它是局部靜態(tài)變量，放置在讀寫數(shù)據(jù)區(qū)，假如沒static修飾，其意義徹低轉(zhuǎn)變，它將會是開拓在?？臻g的局部變量，而不是靜態(tài)變量，在這里rw_1,rw_2后沒詳細(xì)數(shù)值，表示靜態(tài)區(qū)大小同后面字符串長度打算。對于未初始化數(shù)據(jù)區(qū)bss_1100與bss_2100，其區(qū)分在于前者是全局變量，在全部文件中都可以用法;后者是局部變量，只在函數(shù)內(nèi)部用法。未初始化數(shù)據(jù)段不設(shè)置后面的初