C語言-變量存儲方式
時間：2025-01-16 來源：華清遠見
程序段的內存布局
在C程序中，內存通常分為幾個主要區域：
1. 代碼段（.text段） - 存放程序的指令。
2. 數據段（.data段） - 存放已初始化的全局和靜態變量。
3. BSS段（.bss段） - 存放未初始化的全局和靜態變量。
4. 堆區 - 動態分配內存（例如通過malloc）。
5. 棧區 - 存放局部變量和函數參數。
1. 局部變量
定義：局部變量是在函數或代碼塊內部聲明的變量。
存在位置：
· 棧區（Stack）：局部變量存儲在程序的棧區。當一個函數被調用時，棧區會為該函數的局部變量分配內存。當函數執行結束后，這部分內存會被自動釋放。
特點：
· 作用域：局部變量只能在其聲明的函數或代碼塊內使用。外部無法訪問。
· 生命周期：局部變量的生命周期從定義時開始，到函數結束時結束。
測試程序概念圖：
2. 全局變量
定義：全局變量是在所有函數外部聲明的變量，可以被程序中任何函數訪問。
存在位置：
· 數據區（Data Segment）：全局變量存儲在程序的靜態數據區（也稱為數據段）。這個區域在程序啟動時分配內存，并在整個程序運行期間保持有效。
特點：
· 作用域：全局變量可以在任何函數內訪問，任何地方都可以使用。
· 生命周期：全局變量的生命周期與整個程序的運行時間相同，直到程序結束。
測試程序概念圖：
3. 動態申請的數據
定義：動態申請的數據是指在程序運行時，根據需要動態分配內存的一種變量，通常通過如 malloc、calloc 或 new 等函數申請。
存在位置：
· 堆區（Heap）：動態申請的數據存儲在堆區。堆區的內存分配和釋放由程序員手動管理。
特點：
· 作用域：動態分配的內存可以在多個函數之間共享，直到顯式釋放。
· 生命周期：生命周期由程序員控制，內存不再需要時需要手動釋放（使用 free 或 delete）以避免內存泄漏。
測試程序概念圖：
代碼測試：
結果：
查看內存映射：
內存映射解釋：
第一行 555ce2a81000-555ce2a82000 r-xp：
這個段通常是 .text 段，表示程序的代碼部分。
權限 r-xp 表明它可讀且可執行，這符合代碼段的特性。
第二行 555ce2c81000-555ce2c82000 r--p：
這里的權限為 r--p，表明這個段是可讀的，不可執行，只讀段
第三行 555ce2c82000-555ce2c83000 rw-p：
權限 rw-p 表示可讀可寫，因此這個段通常是 .bss段，用于存放未初始化的全局和靜態變量,或者是.data 段，用來存放 已初始化的全局和靜態變量。
第四行555ce460d000-555ce462e000 rw-p:
權限rw-p 表示可讀可寫，這塊有說明是heap堆區，由程序員進行分配回收
第十五行 7ffd6b3a6000-7ffd6b3c7000 rw-p:
權限rw-p 表示可讀可寫，這塊有說明是棧區
總結
由測試代碼可知雖然topo在func函數結束后在main程序還能打印，那是因為雖然釋放topo空間，但是這塊空間并沒有被占用，所以程序并沒有出錯。
所以我們根據測試記錄可得出以下結論。
這些變量的存儲位置和管理方式是理解計算機程序運行機制的基礎：
· 局部變量在棧中，具有局部作用域；
· 全局變量在數據區，具有全局作用域；
· 動態申請的數據在堆中，生命周期靈活，但需要手動管理
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