嵌入式学习10（C语言五大内存区间，变量的作用域和生存期，变量的存储类型）

今天又是元气满满的一天


C语言的五大内存区间

1、  栈区（stack）：函数的形参和局部变量，先入后出，由编译器自动分配，自动释放

2、  堆区（heap）：一般由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收。注意它和数据结构中的堆是两回事，分配方式类似与链表（malloc---free ；new—delete）

3、  全局区（静态区）（static）：全局变量和静态变量是存放到一起的，初始化的全局和静态在一块区，未初始化的在相邻的另一块区域。系统释放。

4、  文字常量区：存放常量字符串，系统释放。

5、  代码区：存放函数体的二进制代码

 

 

 

变量的作用域和生存期（两种分类方式）

按作用域分：

（1）      局部变量

Ø  局部和全局重名时，屏蔽同名全局

Ø  不同作用域的局部变量可以重名

 

（2）      全局变量：作用域是整个源程序，在函数中使用全局变量，一般作全局说明。但在一个函数之前定义的全局变量，在函数体内不用再加说明。

Ø  用extern关键字定义的全局变量称为外部变量。可将作用域进行扩充（本源文件或其他源文件）。

Ø  使用static关键字可以将其作用域限定在其所在源文件，这样就和其他源文件中的同名全局变量不冲突了

 

按生存期分：

（1）静态存储方式：全局变量，静态变量

（2）动态存储方式：函数开始调用时分配动态存储空间，函数结束时释放这些空间。

          Ø  函数的形参

          Ø  自动变量（auto）：未加static声明的局部变量

            int  a=90；等价于autoint  a=90；系统默认，可省略

          Ø  函数调用时的现场保护和返回地址(与汇编中的中断相关)

 

 

 

 

 

在c语言中，每个变量和函数有两个属性：数据类型和数据的存储类别。

4中变量存储类型

auto :声明为自动变量（动态存储）

register:声明为寄存器变量（动态存储）

extern:声明为外部变量（静态存储）

static:声明为静态变量（静态存储）

 

 

auto：关键字auto可以省略，auto不写则隐含定为“自动存储类别”

register变量（寄存器变量）：将局部变量的值放在CPU中的寄存器中，提高效率。

只有栈区的变量能作寄存器变量。寄存器数目有限，不能定义任意多个

extern：声明外部变量，扩充作用域

static：

静态局部变量和普通局部变量的区别

1)  静态局部变量属于静态存储类别，在静态存储区内分配存储单元。在程序整个运行期间都不释放。而自动变量（即动态局部变量）属于动态存储类别，占动态存储空间，函数调用结束后立即释放。

2)  静态局部变量在编译时赋初值，即只赋初值一次；而对自动变量赋初值是在函数调用时进行，每调用一次函数重新给一次初值，相当于执行一次赋值语句。

3)  如果在定义局部变量时不赋初值的话，则对静态局部变量来说，编译时自动赋初值0（对数值型变量）或空字符（对字符变量）。而对自动变量来说，如果不赋初值则它的值是一个不确定的值。

 

 

补充两种类型

volatile：

         对于经常使用的变量，若无特别说明，编译器会优化，将变量数据放到寄存器中，以提高读取效率。

volatile声明变量在程序执行中，可被隐含的改变（拒绝编译器的优化）

         告诉编译器修饰的变量是随时变化的，每次使用都必须从内存中去取出它的值。如果一个寄存器或变量，表示一个端口或者多个线程的共享数据，需要用volatile，保证对特殊地址的访问。

         变量如果加了volatile修饰，则会从内存中重新装载内容，而不是直接从寄存器中拷贝内容。

 

const：只读

 

 

malloc原理（扩充知识点）

　　malloc函数的实质体现在，它有一个将可用的内存块连接为一个长长的列表的所谓空闲链表。调用malloc函数时，它沿连接表寻找一个大到足以满足用户请求所需要的内存块。然后，将该内存块一分为二（一块的大小与用户请求的大小相等，另一块的大小就是剩下的字节）。接下来，将分配给用户的那块内存传给用户，并将剩下的那块（如果有的话）返回到连接表上。调用free函数时，它将用户释放的内存块连接到空闲链上。到最后，空闲链会被切成很多的小内存片段，如果这时用户申请一个大的内存片段，那么空闲链上可能没有可以满足用户要求的片段了。于是，malloc函数请求延时，并开始在空闲链上翻箱倒柜地检查各内存片段，对它们进行整理，将相邻的小空闲块合并成较大的内存块。如果无法获得符合要求的内存块，malloc函数会返回NULL指针，因此在调用malloc动态申请内存块时，一定要进行返回值的判断。