C語言-變量存儲方式
時(shi)間(jian)：2025-01-16 來源：華清(qing)遠見
程序段的內存布局
在C程序(xu)中，內(nei)存通常分(fen)為幾個主要區域：
1. 代碼段（.text段） - 存放(fang)程序(xu)的指(zhi)令。
2. 數據段（.data段） - 存放已初始(shi)化的全局和靜態變量。
3. BSS段（.bss段） - 存放未(wei)初始化的全局(ju)和靜態變量(liang)。
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(huo)代碼塊(kuai)內(nei)部聲(sheng)明的(de)變量。
存在位置：
· 棧(zhan)區(qu)（Stack）：局(ju)部變量存儲在程序的棧(zhan)區(qu)。當(dang)一個函(han)數被調用時(shi)，棧(zhan)區(qu)會(hui)(hui)為(wei)該函(han)數的局(ju)部變量分(fen)配內存。當(dang)函(han)數執行結束(shu)后，這部分(fen)內存會(hui)(hui)被自動釋(shi)放(fang)。
特點：
· 作用域：局部變量(liang)只能在其聲明的函數或代碼塊內使用。外(wai)部無法訪問。
· 生命周期：局部變量的生命周期從定(ding)義時開始(shi)，到函數結束時結束。
測試程序概念(nian)圖(tu)：
2. 全局變量
定義：全局變(bian)量是(shi)在所有函數外部聲明的變(bian)量，可以被程序中任(ren)何函數訪問。
存在位置：
· 數據區（Data Segment）：全(quan)局變量存(cun)儲在(zai)程序(xu)的靜態數據區（也稱為數據段）。這個區域在(zai)程序(xu)啟(qi)動時分配內存(cun)，并在(zai)整個程序(xu)運行(xing)期間(jian)保(bao)持有效。
特點：
· 作用域：全局變(bian)量可以(yi)在任何(he)函數內(nei)訪問，任何(he)地方都(dou)可以(yi)使用。
· 生(sheng)命周期：全(quan)局變量的生(sheng)命周期與整(zheng)個程(cheng)序(xu)的運(yun)行(xing)時間相同，直(zhi)到(dao)程(cheng)序(xu)結(jie)束。
測試程(cheng)序概念圖：
3. 動態申請的數據
定義：動(dong)態申(shen)請(qing)的數(shu)據是指(zhi)在程序(xu)運(yun)行時，根據需要動(dong)態分(fen)配內(nei)存的一種變量(liang)，通常(chang)通過如 malloc、calloc 或(huo) new 等函數(shu)申(shen)請(qing)。
存在位置：
· 堆區（Heap）：動(dong)態申請的數據存儲在(zai)堆區。堆區的內存分(fen)配(pei)和釋放由程序員手(shou)動(dong)管(guan)理。
特點：
· 作(zuo)用域：動態分(fen)配的內存可以(yi)在多個函(han)數之間共享，直到顯式釋放。
· 生(sheng)命(ming)周期：生(sheng)命(ming)周期由程序員控制，內存(cun)不(bu)再需要時(shi)需要手(shou)動釋放（使用 free 或(huo) delete）以避免(mian)內存(cun)泄漏。
測試(shi)程(cheng)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(xing) 555ce2a81000-555ce2a82000 r-xp：
這個段(duan)通常是 .text 段(duan)，表示程(cheng)序的代碼部分。
權(quan)限 r-xp 表明它可讀且可執(zhi)行，這(zhe)符合(he)代碼段的特性。
第二行(xing) 555ce2c81000-555ce2c82000 r--p：
這(zhe)里(li)的權限為 r--p，表明這(zhe)個段是可(ke)讀的，不可(ke)執行(xing)，只讀段
第(di)三行 555ce2c82000-555ce2c83000 rw-p：
權限 rw-p 表示(shi)可讀可寫，因此這(zhe)個段(duan)通常是 .bss段(duan)，用(yong)(yong)于存放未初(chu)始(shi)化的全局和靜態變量,或者是.data 段(duan)，用(yong)(yong)來存放 已(yi)初(chu)始(shi)化的全局和靜態變量。
第四行555ce460d000-555ce462e000 rw-p:
權限rw-p 表(biao)示可(ke)(ke)讀(du)可(ke)(ke)寫，這塊有說明是(shi)heap堆區，由程序員進行分配回收(shou)
第(di)十五行(xing) 7ffd6b3a6000-7ffd6b3c7000 rw-p:
權(quan)限rw-p 表示(shi)可讀可寫，這塊(kuai)有(you)說明是棧區
總結
由測試代碼可知(zhi)雖然topo在(zai)func函數結束后(hou)在(zai)main程序還能打(da)印，那是因為雖然釋放topo空(kong)間，但是這塊空(kong)間并(bing)沒有被占用(yong)，所以程序并(bing)沒有出錯。
所以我們根據測試記錄可得(de)出(chu)以下(xia)結論。
這些變(bian)量(liang)的存儲位置和管理方式是(shi)理解計算機程(cheng)序運行機制的基礎：
· 局(ju)部變量在(zai)棧(zhan)中，具有局(ju)部作用(yong)域；
· 全局(ju)變量在數據(ju)區(qu)，具有全局(ju)作用(yong)域；
· 動態(tai)申請(qing)的數(shu)據在堆中，生命(ming)周期靈活，但需(xu)要手動管理
