阳新网站建设,长春网站建设 4435,wordpress修改固定连接404,老李网站建设文章目录引言C对内存的划分如何落实在Linux上自由存储区和堆之间的问题栈常量区静态存储区静态局部变量静态局部变量、静态全局变量、全局变量的异同macOS系统的测试结果总结引言
在动态内存的博客中#xff0c;我提到#xff1a; 在Linux 内存管理的博客中#xff0c;我提…
文章目录引言C对内存的划分如何落实在Linux上自由存储区和堆之间的问题栈常量区静态存储区静态局部变量静态局部变量、静态全局变量、全局变量的异同macOS系统的测试结果总结引言
在动态内存的博客中我提到 在Linux 内存管理的博客中我提到 尽管都有尽可能完全的描述并且两者大致意思没有冲突。而之所以令我一直感到略有不同越看越迷糊的原因是第一张图讲的其实是C在概念上对内存的划分第二张图讲的是Linux对虚拟内存进行的划分。 前者是概念上的也是C程序在运行时会切实执行的而后者就是在Linux系统上对前者概念的具象化下面进行进一步分析。 C对内存的划分如何落实在Linux上
C其实将内存划分为两种动态存储区、静态存储区。
第一张图对动态存储区进行了进一步划分——堆、栈。
而网上其他博客可能还会对动态存储区进行进一步划分——堆、栈、自由存储区。并对静态存储区进行进一步划分——常量存储区、全局/静态存储区。
可谓是五花八门我们不妨先做个归拢
自由存储区和堆之间的问题
这篇博客分析地很详细C 自由存储区是否等价于堆我引用其中一些内容进行分析 在概念上我们是这样区分两者的 malloc 在堆上分配的内存块使用 free 释放内存。new 所申请的内存则是在自由存储区上使用 delete 来释放。 那么物理上自由存储区与堆是两块不同的内存区域吗它们有可能相同吗 基本上所有的 C编译器 默认使用堆来实现自由存储也即是缺省的全局运算符 new 和 delete 也许会按照 malloc 和 free 的方式来被实现这时藉由 new 运算符 分配的对象说它在堆上也对说它在自由存储区上也正确。 但程序员也可以通过重载操作符改用其他内存来实现自由存储例如全局变量做的对象池这时自由存储区就区别于堆了。 总结 自由存储 是 C 中通过 new 与 delete 动态分配和释放对象的抽象概念而 堆heap是 C语言 和 操作系统 的术语是操作系统维护的一块动态分配内存。 new 所申请的内存区域在 C 中称为自由存储区。藉由堆实现的自由存储可以说 new 所申请的内存区域在堆上。 堆与自由存储区的运作方式不同、访问方式不同所以应该被当成不一样的东西来使用。 如何落实在Linux上 C中的堆自然也就对应Linux中的堆段而C中的自由存储区如果不主动改用其他内存来实现自由存储那么理应也在堆段上。
而正如上面所言堆段由程序员进行申请和释放
int main(){int *pi new int; // pi指向一个动态分配的、未初始化的无名对象,该对象的地址位于堆上// 而pi的地址位于main函数的栈上
}栈
C中的栈自然对应Linux中的栈段栈段是进程运行之初从main函数开始创建的进程运行时main函数中每调用一个函数就会在栈段上申请一段空间作为栈帧来管理调用函数的相关信息。
void fun(){int j 2; // 调用fun时j存在于fun的栈帧上cout hello endl;
}
int main(){ // 创建栈段int i 1; // 存在于栈段上fun(); // 创建栈帧
}常量区
c 中一个 const 不是必需创建内存空间而在 c 中一个 const 总是需要一块内存空间。
常量分为全局常量和局部常量 全局常量 是否要为 const全局变量 分配内存空间取决于这个全局常量的用途如果是充当着一个值替换将一个变量名替换为一个值那么就不分配内存空间不过当对这个全局常量取地址或者使用 extern 时会分配内存存储在只读数据段是不能修改的。
因为全局变量在内存中的位置与全局常量一样只不过没有 read only 属性因此在这里也就一并提了全局常量同样被分配到数据段上但是可以修改。
PS未初始化 或 初始化为0 的全局变量包括全局常量被分配在 .bss 段上已初始化 的被分配在 数据段 上。 局部常量 对于基础数据类型也就是 const int a 10 这种编译器会把它放到符号表中不分配内存当对其取地址时会在栈段分配内存。对于基础数据类型如果用一个变量初始化 局部常量如果 const int a b那么也是会给 a 在栈段分配内存。对于自定数据类型比如类对象那么也会在栈段分配内存。 题外话 c 中 const 默认为外部连接c 中 const 默认为内部连接。当 c 语言两个文件中都有 const int a 的时候编译器会报重定义的错误。而在 c 中则不会因为 c 中的 const 默认是内部连接的。如果想让 c 中的 const 具有外部连接必须显式声明为 extern const int a 10 。 示例 const int lx 5;
// 没有使用的时候仅保存在符号表
// 使用extern或取地址的时候为其在数据段的只读部分分配内存
// 个人猜测也有可能在代码段的.rodata。
int o 6;class A
{const int lz 1; // 在栈段分配内存
public:void put() {cout lz endl;}
};int main() {A a;int x 2; // 对照main中的变量来确定其他常量的位置// 因为我们确定 x 在栈段上// 因此如果其他常量的地址与 x 的地址类似// 则说明其他常量也在栈段上const int z 1; // 取地址时会在栈段分配内存const int y x; // 取地址时会在栈段分配内存
}静态存储区
静态变量分为全局静态变量、局部静态变量。
而关于它们的存储位置我在 Linux内存管理 一文中已经说的很详细了下面的静态变量包括全局静态变量和局部静态变量 静态局部变量
猜测下面代码的输出结果
void f(int) {static int i 0;cout i i endl;
}
void f(double) {static int i 0;cout i i endl;
}
int main() {f(1);f(1.0);f(1);f(1.0);f(1);
}答案
这里证明了静态局部变量的特性只初始化一次并且只对定义自己的函数可见。 因此在上面的调用中并不会出现因为两个静态局部变量名字相同而赋值出错的情况。
静态局部变量、静态全局变量、全局变量的异同
全局变量在整个工程文件内都有效静态全局变量只在定义它的文件内有效静态局部变量只在定义它的函数内有效且程序仅分配一次内存只初始化一次函数返回后该变量不会消失全局变量和静态变量如果没有手工初始化则由编译器初始化为 0 。静态局部变量 与 静态全局变量 共享 数据段或.BSS段。
macOS系统的测试结果
macOS系统下测试结果如下
#include string
#include iostreamusing namespace std;const int a 0;int a1;int a2 1;static const int a3 2;static int a4 2;class A{
public:int b;const int b1 1;static const int b2 2;static int b3;void put(){cout 类内变量 b endl;cout 类内常量 b1 endl;}
};const int A::b2;
int A::b3;int main(){int c;const int c1 1;static int c2;static const int c3 5;cout 全局常量 a endl;cout 全局静态常量 a3 endl;cout 类内静态常量 A::b2 endl;cout 局部静态常量 c3 endl;cout 类内静态变量 A::b3 endl;cout 局部静态变量 c2 endl;cout 全局变量未初始化 a1 endl;cout 全局变量已初始化 a2 endl;cout 全局静态变量 a4 endl;cout 局部变量 c endl;cout 局部常量 c1 endl;A a;a.put();return 0;
}输出结果
总结
非静态、非全局 的 类内、局部变量 都在 栈 上。【全局】 / 【静态不论 局部 还是 类内】的 常量都在 .bss 段上。【全局】 / 【静态不论 局部 还是 类内】的 变量都在 数据段中 .bss 段以外的位置 上。
