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C语言内存分配详解 C语言中的内存分配是一个非常重要的概念，它对程序的执行和性能有着至关重要的影响。在本文中，我们将详细介绍C语言中的内存分配机制，包括栈、堆、全局区、文字常量区、程序代码区等几个部分的概念和特点，并通过实例程序来加深对这些概念的理解。 一、内存分配的概念 在C语言中，程序占用的内存可以分为五个部分：栈区、堆区、全局区、文字常量区和程序代码区。每个部分都有其特点和用途，下面我们将一一介绍。 1. 栈区（stack） 栈区是由编译器自动分配释放的内存区域，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。在函数调用时，第一个进栈的是主函数中后的下一条指令（函数调用语句的下一条可执行语句）的地址，然后是函数的各个参数，在大多数的C编译器中，参数是由右往左入栈的，然后是函数中的局部变量。注意静态变量是不入栈的。当本次函数调用结束后，局部变量先出栈，然后是参数，最后栈顶指针指向最开始存的地址，也就是主函数中的下一条指令，程序由该点继续运行。 2. 堆区（heap） 堆区是由程序员分配释放的内存区域，若程序员不释放，程序结束时可能由操作系统回收。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。堆中的具体内容有程序员安排。 3. 全局区（静态区）（static） 全局区是存放全局变量和静态变量的内存区域，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。程序结束后有系统释放。 4. 文字常量区 文字常量区是存放常量字符串的内存区域，例如字符串"123456"。程序结束后由系统释放。 5. 程序代码区 程序代码区是存放函数体的二进制代码的内存区域。 二、堆和栈的理论知识 2.1 申请方式 栈的申请方式是由系统自动分配的，例如，声明在函数中一个局部变量int b;系统自动在栈中为b开辟空间。堆的申请方式是需要程序员自己申请，并指明大小，在C中使用malloc函数，在C++中使用new运算符。 2.2 申请后系统的响应 栈：只要栈的剩余空间大于所申请空间，系统将为程序提供内存，否则将报异常提示栈溢出。堆：系统会遍历空闲内存地址的链表，寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点，然后将该结点从空闲结点链表中删除，并将该结点的空间分配给程序。 2.3 申请大小的限制 栈：在Windows下，栈是向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存区域。这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的，在WINDOWS下，栈的大小是2M（也有的说是1M，总之是一个编译时就确定的常数），如果申请的空间超过栈的剩余空间时，将提示overflow。因此，能从栈获得的空间较小。堆：堆是向高地址扩展的数据结构，是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地址的，自然是不连续的，而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见，堆获得的空间比较灵活，也比较大。 2.4 申请效率的比较 栈由系统自动分配，速度较快。但程序员是无法控制的。堆是由new分配的内存，一般速度比较慢，而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便。另外，在WINDOWS下，最好的方式是用VirtualAlloc分配内存，他不是在堆，也不是在栈是直接在进程的地址空间中保留一快内存，虽然用起来最不方便。但是速度快，也最灵活。 2.5 堆和栈中的存储内容 栈：在函数调用时，第一个进栈的是主函数中后的下一条指令（函数调用语句的下一条可执行语句）的地址，然后是函数的各个参数，在大多数的C编译器中，参数是由右往左入栈的，然后是函数中的局部变量。注意静态变量是不入栈的。当本次函数调用结束后，局部变量先出栈，然后是参数，最后栈顶指针指向最开始存的地址，也就是主函数中的下一条指令，程序由该点继续运行。堆：一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容有程序员安排。 2.6 存取效率的比较 char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa";char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb";aaaaaaaaaaa 是在运行时刻赋值的；而 bbbbbbbbbbb 是在编译时就确定的；但是，在以后的存取中，在栈上的数组比指针所指向的字符串（例如堆）快。 C语言中的内存分配机制是非常重要的概念，它对程序的执行和性能有着至关重要的影响。了解栈、堆、全局区、文字常量区、程序代码区等几个部分的概念和特点，可以帮助程序员更好地编写高效的程序。