C学习笔记-内存管理

作用域

一个C语言变量的作用域可以是代码块 作用域，函数作用域或者文件作用域
代码块是{}之间的一段代码
同一个代码块不可以有重名变量

auto自动变量

一般情况下代码块内部定义的变量都是自动变量
也可以显示的使用aotu关键字

auto int i;

register寄存器变量

通常变量在内存当中，如果能把变量放到CPU的寄存器里面，代码执行效率会更高
寄存器变量存在于CPU，没有内存地址，不可以取地址（&）

register int i;

static静态变量

默认初始化为0
static变量在程序一开始时候加载到内存就已经存在，static初值只初始化一次

static int i = 0;

局部的静态变量

静态变量是指内存位置在程序执行期间一直不改变的变量，一个代码块内部的静态变量只能被这个代码块内部访问

全局的静态变量

代码块之外的静态变量在程序执行期间一直存在，但只能被定义这个变量的文件访问

全局变量

默认初始化为0
全局变量在程序加载时候就存在，一直到程序退出才销毁
全局变量的存储方式和静态变量相同，但可以被多个文件访问(extern)

外部变量与extern关键字

extern int i;

全局函数与静态函数

在C语言中函数默认都是全局的，使用关键字static可以将函数声明为静态

内存四区

内存分区可以大概分为四个区，代码区，静态区，栈区，堆区

代码区

代码区code，程序被操作系统加载到内存的时候，所有的可执行代码都加载到代码区，也叫代码段，这块内存是不可以在运行期间修改的
存放程序代码指令，常量字符串
不可读写，只可以执行
代码区的地址可以通过函数指针来访问

静态区

所有的全局变量以及程序中的静态变量都存储到静态区,比较如下两段代码的区别
存放全局变量/常量和静态变量/常量

int a = 0;
int main()
{
	static int b = 0;
	printf("%p, %p\n", &a, &b);
	return 0;
}

int a = 0;
static int b = 0;
int main()
{
	printf("%p, %p\n", &a, &b);
	return 0;
}

栈区

栈stack是一种先进后出的内存结构，所有的自动变量，函数的形参都是由编译器自动放出栈中，当一个自动变量超出其作用域时，自动从栈中弹出
存放所有的自动变量，包括函数的形参都放到栈区
栈顶指针从高位向地位递减
C语言中，函数参数从右到左入栈
栈空间不可以定义可变数组，其原因是栈空间大小在编译时候就要确定

堆区

程序可以自由的在堆中存放任何变量
堆heap和栈一样，也是一种在程序运行过程中可以随时修改的内存区域，但没有栈那样先进后出的顺序。
堆是一个大容器，它的容量要远远大于栈，但是在C语言中，堆内存空间的申请和释放需要手动通过代码来完成

堆的分配和释放

malloc

使用关键字malloc可以在堆内存中开辟存储空间，一般使用memset将内存清零

malloc(1024);
memset(p, 0, 1024);

注：在使用malloc开辟内存使用完成后，必须使用free释放开辟的内存

int *p = (int *)malloc(sizeof(int));
···
free(p);

calloc

int *p = (int *)calloc(100, sizeof(int));//分配100个int

第一个参数是所需内存单元数量，第二个参数是每个内存单元的大小（单位：字节），calloc自动将分配的内存置0

realloc

用于内存的大小改变，自动释放原内存，保存新内存

int *p = (int *)malloc(1024);
memset(p, 0, 1024);
···
p = realloc(p, 2048);

realloc(NULL, 1024);
//等价于
malloc(1024);