C语言-内存四区

内存总体被分为四大区域：堆区、栈区、全局区、代码区。每个区所存放的内容以及内容的声明周期不同。将内存进行区域划分有利于内存管理，从而提高对数据的处理效率。

A. 全局区

全局区也称为静态区，存放全局变量和静态变量，其中初始化的全局变量和静态变量存放在同一区块，未初始化的全局变量和静态变量存放在相邻的区块，程序结束后，由系统自动释放。

1. 样例分析

char * getStr1() {
    char *fp1 = "abcd";
    return fp1;
};

char * getStr2() {
    char *fp2 = "abcd";
    return fp2;
}

  int main() {
    char *p = getStr1();
    char *q = getStr2();
    printf("p:%s, p:%p\n", p, p);
    printf("q:%s, q:%p\n", q, q);

    return 0;
}

2. 打印结果

p:abcd, p:0x100b68f8e
q:abcd, q:0x100b68f8e

3. 内存分配图

4. 分析：

1、进入main函数
2、在栈中创建char *变量p
3、进入getStr1方法
4、在栈中创建char *变量fp1
5、字符串abcd属于静态变量，存储在全局区，且由系统进行释放。通过打印得知其地址值为0x100b68f8e
6、将字符串的地址赋值给指针变量fp1，那么变量fp1则指向字符串所在的内存
7、返回fp1的指针，并将该指针赋值给变量p，getStr1方法结束，fp1变量销毁，变量p指向字符串的所在的内存
8、创建并赋值变量q的方式同于步骤2至步骤7
因此最后打印的结果是变量p内存存放的值与q相同，p指向的地址值也与q相同。

B. 栈区：

栈区由编译器自动分配释放局部变量和函数参数的值。

1. 样例分析

char * getStr3() {
    char str[] = "abcd";
    return str;
};

int main() {
    char *strp = getStr3();
    printf("strp:%s, strp:%p", strp, strp);
    return 0;
}

2. 打印结果

strp:�M�y��7����, strp:0x7ffee691376b

3. 绘制内存图

4. 分析：

1、进入main函数
2、栈中创建strp变量
3、进入getStr3函数
4、栈中创建str变量
5、全局区存入字符串abcd
6、将全局区的字符串复制一份赋值给str变量
7、返回str变量的地址，getStr3函数运行结束，str变量释放，将str的地址值赋值给变量strp，strp指向str的内存
8、因str的内存已经被释放，所以str内存中的内容未知，故而乱码

C. 堆区分析

堆区由程序员手动创建和释放，若程序员未释放对应的变量，那么在程序结束后可能会被系统释放。

1. 样例分析

char * getStr4() {
    char *str = (char *)malloc(100);
     printf("str: %p\n", str);
        if (str == NULL) {
        return NULL;
    }
    strcpy(str, "abcd");
    return str;
}

int main() {
    char *strp1 = getStr4();
    if (strp1 != NULL) {
        printf("strp1:%s, strp1:%p\n", strp1, strp1);
        free(strp1);
        strp1 = NULL;
    }
    return 0;
}

2. 打印结果：

str: 0x7fd490c02a70
strp1:abcd, strp1:0x7fd490c02a70

3. 内存图绘制

4. 分析

1、进入main函数
2、栈区创建strp1变量
3、进入getStr4函数
4、栈区创建str变量
5、堆区分配内存，并将分配好的内存地址赋值给str变量，str指向分配好的堆内存
6、全局区分配字符串abcd的内存，并将其值复制一份赋值给堆中分配的内存
7、返回str变量的值，getStr4函数结束，str变量释放，并将值赋值给strp1，strp1指向堆中分配的内存
8、打印结束后，释放堆中的内存

D. 栈的生长方向和内存存放方向

栈的生长方向：高字节 -> 低字节
堆的生长方向：低字节 -> 高字节
内存的存放方向： 低字节 -> 高字节