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C/C++变量在内存中的分布

linux5.net
2018-09-05 14:54:15

C/C++变量在内存中的分布在笔试时经常考到,虽然简单,但也容易忘记,因此在这作个总结,以加深印象。

先写一个测试程序:
 

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
int g_i = 100;
int g_j = 200;
int g_k, g_h;
int main()
{
    const int MAXN = 100;
    int *p = (int*)malloc(MAXN * sizeof(int));
    static int s_i = 5;
    static int s_j = 10;
    static int s_k;
    static int s_h;
    int i = 5;
    int j = 10;
    int k = 20;
    int f, h;
    char *pstr1 = "MoreWindows123456789";
    char *pstr2 = "MoreWindows123456789";
    char *pstr3 = "Hello";
    
    
    printf("堆中数据地址:0x%08xn", p);
    
    putchar('n');
    printf("栈中数据地址(有初值):0x%08x = %dn", &i, i);
    printf("栈中数据地址(有初值):0x%08x = %dn", &j, j);
    printf("栈中数据地址(有初值):0x%08x = %dn", &k, k);
    printf("栈中数据地址(无初值):0x%08x = %dn", &f, f);
    printf("栈中数据地址(无初值):0x%08x = %dn", &h, h);
    
    putchar('n');
    printf("静态数据地址(有初值):0x%08x = %dn", &s_i, s_i);
    printf("静态数据地址(有初值):0x%08x = %dn", &s_j, s_j);
    printf("静态数据地址(无初值):0x%08x = %dn", &s_k, s_k);
    printf("静态数据地址(无初值):0x%08x = %dn", &s_h, s_h);
    
    putchar('n');
    printf("全局数据地址(有初值):0x%08x = %dn", &g_i, g_i);
    printf("全局数据地址(有初值):0x%08x = %dn", &g_j, g_j);
    printf("全局数据地址(无初值):0x%08x = %dn", &g_k, g_k);
    printf("全局数据地址(无初值):0x%08x = %dn", &g_h, g_h);
    
    putchar('n');
    printf("字符串常量数据地址:0x%08x 指向 0x%08x 内容为-%sn", &pstr1, pstr1, pstr1);
    printf("字符串常量数据地址:0x%08x 指向 0x%08x 内容为-%sn", &pstr2, pstr2, pstr2);
    printf("字符串常量数据地址:0x%08x 指向 0x%08x 内容为-%sn", &pstr3, pstr3, pstr3);
    free(p);
    return 0;
}

 

 运行结果(Release版本,XP系统)如下:

 psb.jpg

 可以看出:

1. 变量在内存地址的分布为:堆-栈-代码区-全局静态-常量数据

2. 同一区域的各变量按声明的顺序在内存的中依次由低到高分配空间(只有未赋值的全局变量是个例外)。

3. 全局变量和静态变量如果不赋值,默认为0。 栈中的变量如果不赋值,则是一个随机的数据。

4. 编译器会认为全局变量和静态变量是等同的,已初始化的全局变量和静态变量分配在一起,未初始化的全局变量和静态变量分配在另一起。

上面程序全在一个主函数中,下面增加函数调用,看看函数的参数和函数中变量会分配在什么地方。

程序如下

 

#include <stdio.h>
void fun(int i)
{
    int j = i;
    static int s_i = 100;
    static int s_j;
    printf("子函数的参数:        0x%p = %dn", &i, i);
    printf("子函数 栈中数据地址: 0x%p = %dn", &j, j);
    printf("子函数 静态数据地址(有初值): 0x%p = %dn", &s_i, s_i);
    printf("子函数 静态数据地址(无初值): 0x%p = %dn", &s_j, s_j);
}
int main()
{
    int i = 5;
    static int s_i = 100;
    static int s_j;
    printf("主函数 栈中数据地址: 0x%p = %dn", &i, i);
    printf("主函数 静态数据地址(有初值): 0x%p = %dn", &s_i, s_i);
    printf("子函数 静态数据地址(无初值): 0x%p = %dn", &s_j, s_j);
    putchar('n');
    fun(i);
    return 0;
}

 

 
psb2.jpg


可以看出,主函数中栈的地址都要高于子函数中参数及栈地址,证明了栈的伸展方向是由高地址向低地址扩展的。主函数和子函数中静态数据的地址也是相邻的,说明程序会将已初始化的全局变量和表态变量分配在一起,未初始化的全局变量和表态变量分配在另一起。

   


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