关于C中的内存分配问题

今天写代码的时候遇到一个问题最后发现是因为free了非静态分配的变量，觉得需要复习一下C的内存分配问题。当年嵌入式没学好啊==

参考博文/article/8133267.html

谢谢前辈分享。

首先上C成内存分布



代码区（text segment） 存放需要执行的指令。顺序执行。指令中包括操作码和要操作的对象。立即数包含在指令中，局部数据，将在栈区分配空间，然后引用该数据地址。

静态数据区（Data segment）

未初始化数据区（BSS）运行是改变其值

栈区（stack）有编译器自动分配释放，用于存放函数的参数值，局部变量的值等。

堆区（Heap）勇敢动态内存分配。堆在内存中位于bss和栈区之间。一般由程序员分配和释放，若程序员不释放，程序结束的时候可能会由OS回收。

堆和栈的区别

管理方式栈编译器自动管理，无需程序员手动控制；而堆空间的申请和释放由程序员控制。

空间大小不同

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，当申请的空间超过栈的剩余空间时，将提示溢出。因此，用户能从栈获得的空间较小

堆是向高地址扩展的数据结构，是不连续的内存区域。因为系统是用链表来存储空闲内存地址的，且链表的遍历方向是由低地址向高地址。由此可见，堆获得的空间较灵活，也较大。

栈中元素都是一一对应的，不会存在一个内存块从栈中间弹出的情况。

是否产生碎片

对于堆来讲，频繁的malloc/free势必会造成内存空间的不连续，从而造成大量的碎片，使程序效率降低（虽然程序在退出后操作系统会对内存进行回收管理）。对于栈来讲，则不会存在这个问题

分配方式不同

堆都是程序中由malloc()函数动态申请分配并由free()函数释放的；栈的分配和释放是由编译器完成的，栈的动态分配由alloca()函数完成，但是栈的动态分配和堆是不同的，他的动态分配是由编译器进行申请和释放的，无需手工实现。

分配效率不同

栈是机器系统提供的数据结构，计算机会在底层对栈提供支持：分配专门的寄存器存放栈的地址，压栈出栈都有专门的指令执行。

堆则是C函数库提供的，它的机制很复杂，例如为了分配一块内存，库函数会按照一定的算法（具体的算法可以参考数据结构/操作系统）在堆内存中搜索可用的足够大的空间，如果没有足够大的空间（可能是由于内存碎片太多），就有需要操作系统来重新整理内存空间，这样就有机会分到足够大小的内存，然后返回。

显然，堆的效率比栈要低得多。