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C說話法式的存儲區域
C說話編寫的法式經由編繹-鏈接後，將構成一個同一的文件，它由幾個部門構成，在法式運轉時又會發生幾個其他部門，各個部門代表了分歧的存儲區域：
代碼段（Code or Text）：代碼段由法式中的機械碼構成。在C說話中，法式語句停止編譯後，構成機械代碼。在履行法式的進程中，CPU的法式計數器指向代碼段的每條代碼，並由處置器順次運轉。
只讀數據段（RO data）：只讀數據段是法式應用的一些不會被更改的數據，應用這些數方法相似查表式的操作，因為這些變量不須要更改，是以只須要放置在只讀存儲器中便可。
已初始化讀寫數據段(RW data)：已初始化數據是在法式中聲明，而且具有初值的變量，這些變量須要占用存儲器的空間，在法式履行時它們須要位於可讀寫的內存區域內，並具有初值，以供法式運轉時讀寫。
未初始化讀寫數據段(BSS)：未初始化讀寫據是在法式中聲明，然則沒有初始化的變量，這些變量在法式運轉之前不須要占用存儲器的空間。
堆(heap)：堆內存只在法式運轉時湧現，普通由法式員分派和釋放。在具有操作體系的情形下，假如法式員沒釋放，操作體系可以在法式停止後收受接管內存。
棧(stack)：棧內存只在法式運轉時湧現，在函數外部應用的變量，函數的參數和前往值將應用棧空間，棧空間由編譯器主動分派和釋放。
C說話目的文件的內存結構如圖：
代碼段，只讀數據段，讀寫數據段，未初始化數據段屬於靜態區域，而堆和棧屬於靜態區域。代碼段，只讀數據段和讀寫數據段將在銜接以後發生，未初始化數據段將在法式初始化的時刻開拓，而堆和棧將在法式的運轉平分配和釋放。
C說話法式分為映像和運轉時兩種狀況，在編譯銜接後構成的映像中，將只包括代碼段，只讀數據段和讀寫數據段，在法式運轉之前，將靜態生成未初始化數據段，在法式運轉時還將靜態構成堆區域和棧區域。
普通來講，在靜態的映像文件中，各個部門稱之為節（Section），而在運轉時的各個部門稱之為段(Segment)，有時統稱為段。
C說話法式的段
代碼段（code）：代碼段由各個函數發生，函數的每個語句將終究經由編繹和匯編生成二進制機械代碼（詳細生生哪一種系統構造的機械代碼由編譯器決議）。
只讀數據段（RO Data）：只讀數據段由法式中所應用的數據發生，該部門數據的特色是在運轉中不須要轉變，是以編譯器會將該數據段放入只讀的部門中。C說話中的只讀全局變量，只讀部分變量，法式中應用的常量等會在編譯時被放入到只讀數據區。留意：界說全局變量const char a[100]={"ABCDEFG"};將生成年夜小為100個字節的只讀數據區，並應用“ABCDEFG”初始化。假如界說為：const char a[ ]={"ABCDEFG"};則依據字符串長度生成8個字節的只讀數據段（還有'\0'），所以在只讀數據段中，普通都須要做完整的初始化。
讀寫數據段（RW Data）：讀寫數據段表現了在目的文件中一部門可以讀也能夠寫的數據區，在某些場所它們又被稱為已初始化數據段，這部門數據段和代碼段，與只讀數據段一樣都屬於法式中的靜態區域，但具有可寫性的特色。平日已初始化的全局變量和部分靜態變量被放在了讀寫數據段，如: 在函數中界說static char b[ 100]={“ABCDEFG”};讀寫數據區的特色是必需在法式經由初始化，假如只界說，沒初始值，則不會生成讀寫數據區，而會定位為未初始化數據區（BSS）。假如全局變量（函數內部界說的變量）參加static潤飾，這表現只能在文件內應用，而不克不及被其他文件應用。
未初始化數據段（BSS）：與讀寫數據段相似，它也屬於靜態數據區，然則該段中的數據沒有經由初始化。是以它只會在目的文件中被標識，而不會真正稱為目的文件中的一段，該段將會在運轉時發生。未初始化數據段只在運轉的初始化階段才會發生，是以它的年夜小不會影響目的文件的年夜小。
在C說話的法式中，對變量的應用還有以下幾點須要留意：
函數體中界說的變量平日是在棧上，不須要在法式中停止治理，由編繹器處置。
用malloc,calloc,realloc等分派內存的函數所分派的內存空間在堆上，法式必需包管在應用free釋放，不然會產生內存洩露。
一切函數體外界說的是全局變量，加了static後的變量不論是在函數外部或內部都放在全局區。
應用const界說的變量將放於法式的只讀數據區。
法式中段的應用
上面用一個簡略的例子來講明C說話中變量和段的對應關系。C說話法式中的全局區（靜態區），現實對應著下述幾個段：RO Data; RW Data ; BSS Data.普通來講，直接界說的全局變量在未初始化數據區，假如該變量有初始化則是在已初始化數據區（RW Data），加上const則將放在只讀數據區。
const char ro[ ] = {"this is read only data"}; //只讀數據區
static char rw_1[ ] ={"this is global read write data"}; //已初始化讀寫數據段
char BSS_1[ 100]; //未初始化數據段
const char *ptrconst ="constant data"; //字符串放在只讀取數據段
int main()
{
short b; //在棧上，占用2個字節
char a[100]; //在棧上開拓100個字節，工的值是其首地址
char s[ ]="abcdefg"; //s在棧上，占用4個字節
//"abcdefg"自己放置在只讀數據存儲區，占8個字節
char *p1; //p1在棧上，占用4個字節
char *p2="123456"; //p2 在棧上，p2指向的內容不克不及改，
//“123456”在只讀數據區
static char rw_2[ ]={"this is local read write data"};//部分已初始化讀寫數據段
static char BSS_2[100]; //部分未初始化數據段
static int c = 0; //全局（靜態）初始化區
p1=(char *)malloc(10 * sizeof(char ) ); //分派內存區域在堆區
strcpy(p1,"xxxx"); //“XXXX”放在只讀數據區，占5個字節
free(p1); //應用free釋放p1所指向的內存
return 0;
}
讀寫數據段包括了憶初始化的全局變量 static char rw_1[ ]和部分靜態變量static rw_2[ ].其差異在於編繹時，是在函人部應用的照樣可以在全部文件中應用。關於rw_1[] 不管有沒有static 潤飾，其都將被放置在讀寫數據區，只是可否被其它文件援用與否。關於後者就紛歧樣了，它是部分靜態變量，放置在讀寫數據區，假如沒static潤飾，其意義完整轉變，它將會是開拓在棧空間的部分變量，而不是靜態變量，在這裡rw_1[],rw_2[]後沒詳細數值，表現靜態區年夜小同前面字符串長度決議。
關於未初始化數據區BSS_1[100]與BSS_2[100]，其差別在於前者是全局變量，在一切文件中都可使用；後者是部分變量，只在函數外部應用。未初始化數據段不設置前面的初始化數值，是以必需應用數值指定區域的年夜小，編繹器將依據年夜小設置BSS中須要增長的長度。
棧空間重要用於以下3數據的存儲：
棧空間是靜態開拓與收受接管的。在函數挪用進程中，假如函數挪用的條理比擬多，所須要的棧空間也逐步加年夜，關於參數的傳遞和前往值，假如應用較年夜的構造體，在應用的棧空間也會比擬年夜。
堆與棧的比擬
1.請求方法
stack: 由體系主動分派。 例如，聲明在函數中一個部分變量 int b; 體系主動在棧中為b開拓空間。
heap: 須要法式員本身請求，並指明年夜小，在C中malloc函數，C++中是new運算符。
如
p1 = (char *)malloc(10); p1 = new char[10];
如
p2 = (char *)malloc(10); p2 = new char[20];
然則留意p1、p2自己是在棧中的。
2.請求後體系的呼應
棧：只需棧的殘剩空間年夜於所請求空間，體系將為法式供給內存，不然將報異常提醒棧溢出。
堆：起首應當曉得操作體系有一個記載余暇內存地址的鏈表，當體系收到法式的請求時，會遍歷該鏈表，尋覓第一個空間年夜於所請求空間的堆結點，然後將該結點從余暇結點鏈表中刪除，並將該結點的空間分派給法式。
關於年夜多半體系，會在這塊內存空間中的首地址處記載本次分派的年夜小，如許，代碼中的delete語句能力准確的釋放本內存空間。
因為找到的堆結點的年夜小紛歧定正好等於請求的年夜小，體系會主動的將過剩的那部門從新放入余暇鏈表中。
3.請求年夜小的限制
棧：在Windows下，棧是向低地址擴大的數據構造，是一塊持續的內存的區域。這句話的意思是棧頂的地址和棧的最年夜容量是體系事後劃定好的，在 WINDOWS下，棧的年夜小是2M(也有的說是1M，總之是一個編譯時就肯定的常數)，假如請求的空間跨越棧的殘剩空間時，將提醒overflow。是以，能從棧取得的空間較小。
堆：堆是向窪地址擴大的數據構造，是不持續的內存區域。這是因為體系是用鏈表來存儲的余暇內存地址的，天然是不持續的，而鏈表的遍歷偏向是由低地址向窪地址。堆的年夜小受限於盤算機體系中有用的虛擬內存。因而可知，堆取得的空間比擬靈巧，也比擬年夜。
4.請求效力的比擬
棧由體系主動分派，速度較快。但法式員是沒法掌握的。
堆是由new分派的內存，普通速度比擬慢，並且輕易發生內存碎片，不外用起來最便利。
別的，在WINDOWS下，最好的方法是用VirtualAlloc分派內存，他不是在堆，也不是棧，而是直接在過程的地址空間中保存一快內存，固然用起來最不便利。然則速度快，也最靈巧。
5.堆和棧中的存儲內容
棧：在函數挪用時，第一個進棧的是主函數中後的下一條指令(函數挪用語句的下一條可履行語句)的地址，然後是函數的各個參數，在年夜多半的C編譯器中，參數是由右往左入棧的，然後是函數中的部分變量。留意靜態變量是不入棧的。
當本次函數挪用停止後，部分變量先出棧，然後是參數，最初棧頂指針指向最開端存的地址，也就是主函數中的下一條指令，法式由該點持續運轉。
堆：普通是在堆的頭部用一個字節寄存堆的年夜小。堆中的詳細內容有法式員支配。
6.存取效力的比擬
char s1[] = "a"; char *s2 = "b";
a是在運轉時辰賦值的;而b是在編譯時就肯定的;然則，在今後的存取中，在棧上的數組比指針所指向的字符串(例如堆)快。
好比：
int main(){
char a = 1;
char c[] = "1234567890";
char *p ="1234567890";
a = c[1];
a = p[1];
return 0;
}
對應的匯編代碼
10: a = c[1]; 00401067 8A 4D F1 mov cl,byte ptr [ebp-0Fh] 0040106A 88 4D FC mov byte ptr [ebp-4],cl 11: a = p[1]; 0040106D 8B 55 EC mov edx,dword ptr [ebp-14h] 00401070 8A 42 01 mov al,byte ptr [edx+1] 00401073 88 45 FC mov byte ptr [ebp-4],al
第一種在讀取時直接就把字符串中的元素讀到存放器cl中，而第二種則要先把指針值讀到edx中，再依據edx讀取字符，明顯慢了。
7.小結
堆和棧的重要差別由以下幾點：
（1）、治理方法分歧;
（2）、空間年夜小分歧;
（3）、可否發生碎片分歧;
（4）、發展偏向分歧;
（5）、分派方法分歧;
（6）、分派效力分歧;
治理方法：關於棧來說，是由編譯器主動治理，無需我們手工掌握;關於堆來講，釋下班作由法式員掌握，輕易發生memory leak。
空間年夜小：普通來說在32位體系下，堆內存可以到達4G的空間，從這個角度來看堆內存簡直是沒有甚麼限制的。然則關於棧來說，普通都是有必定的空間年夜小的，例如，在VC6上面，默許的棧空間年夜小是1M。固然，這個值可以修正。
碎片成績：關於堆來說，頻仍的new/delete必將會形成內存空間的不持續，從而形成年夜量的碎片，使法式效力下降。關於棧來說，則不會存在這個成績，由於棧是先輩後出的隊列，他們是如斯的逐個對應，以致於永久都弗成能有一個內存塊從棧中央彈出，在他彈出之前，在他下面的落後的棧內容曾經被彈出，具體的可以參考數據構造。
發展偏向：關於堆來說，發展偏向是向上的，也就是向著內存地址增長的偏向;關於棧來說，它的發展偏向是向下的，是向著內存地址減小的偏向增加。
分派方法：堆都是靜態分派的，沒有靜態分派的堆。棧有2種分派方法：靜態分派和靜態分派。靜態分派是編譯器完成的，好比部分變量的分派。靜態分派由mallo函數停止分派，然則棧的靜態分派和堆是分歧的，他的靜態分派是由編譯器停止釋放，無需我們手工完成。
分派效力：棧是機械體系供給的數據構造，盤算機遇在底層對棧供給支撐：分派專門的存放器寄存棧的地址，壓棧出棧都有專門的指令履行，這就決議了棧的效力比擬高。堆則是C/C++函數庫供給的，它的機制是很龐雜的，例如為了分派一塊內存，庫函數會依照必定的算法(詳細的算法可以參考數據構造/操作體系)在堆內存中搜刮可用的足夠年夜小的空間，假如沒有足夠年夜小的空間(能夠是因為內存碎片太多)，就有能夠挪用體系功效去增長法式數據段的內存空間，如許就無機會分到足夠年夜小的內存，然落後行前往。明顯，堆的效力比棧要低很多。
從這裡我們可以看到，堆和棧比擬，因為年夜量new/delete的應用，輕易形成年夜量的內存碎片;因為沒有專門的體系支撐，效力很低;因為能夠激發用戶態和焦點態的切換，內存的請求，價值變得加倍昂貴。所以棧在法式中是運用最普遍的，就算是函數的挪用也應用棧去完成，函數挪用進程中的參數，前往地址， EBP和部分變量都采取棧的方法寄存。所以，我們推舉年夜家盡可能用棧，而不是用堆。
固然棧有如斯浩瀚的利益，然則因為和堆比擬不是那末靈巧，有時刻分派年夜量的內存空間，照樣用堆好一些。
不管是堆照樣棧，都要避免越界景象的產生(除非你是有意使其越界)，由於越界的成果要末是法式瓦解，要末是摧毀法式的堆、棧構造，發生以想不到的成果。
