C語言編程程序的內(nèi)存如何布局
重點(diǎn)關(guān)注以下內(nèi)容：C語言程序在內(nèi)存中各個段的組成、C語言程序連接過程中的特性和常見錯誤、C語言程序的運(yùn)行方式。下面我們一起來看看C語言編程程序的內(nèi)存如何布局。歡迎大家閱讀！
一：C語言程序的存儲區(qū)域
由C語言代碼(文本文件)形成可執(zhí)行程序(二進(jìn)制文件)，需要經(jīng)過編譯-匯編-連接三個階段。編譯過程把C語言文本文件生成匯編程序，匯編過程把匯編程序形成二進(jìn)制機(jī)器代碼，連接過程則將各個源文件生成的二進(jìn)制機(jī)器代碼文件組合成一個文件。
C語言編寫的程序經(jīng)過編譯-連接后，將形成一個統(tǒng)一文件，它由幾個部分組成。在程序運(yùn)行時又會產(chǎn)生其他幾個部分，各個部分代表了不同的存儲區(qū)域：
1.代碼段(Code或Text)
代碼段由程序中執(zhí)行的機(jī)器代碼組成。在C語言中，程序語句進(jìn)行編譯后，形成機(jī)器代碼。在執(zhí)行程序的過程中，CPU的程序計(jì)數(shù)器指向代碼段的每一條機(jī)器代碼，并由處理器依次運(yùn)行。
2.只讀數(shù)據(jù)段(RO data)
只讀數(shù)據(jù)段是程序使用的一些不會被更改的數(shù)據(jù)，使用這些數(shù)據(jù)的方式類似查表式的操作，由于這些變量不需要更改，因此只需要放置在只讀存儲器中即可。
3.已初始化讀寫數(shù)據(jù)段(RW data)
已初始化數(shù)據(jù)是在程序中聲明，并且具有初值的變量，這些變量需要占用存儲器的空間，在程序執(zhí)行時它們需要位于可讀寫的內(nèi)存區(qū)域內(nèi)，并具有初值，以供程序運(yùn)行時讀寫。
4.未初始化數(shù)據(jù)段(BSS)
未初始化數(shù)據(jù)是在程序中聲明，但是沒有初始化的變量，這些變量在程序運(yùn)行之前不需要占用存儲器的空間。
5.堆(heap)
堆內(nèi)存只在程序運(yùn)行時出現(xiàn)，一般由程序員分配和釋放。在具有操作系統(tǒng)的情況下，如果程序沒有釋放，操作系統(tǒng)可能在程序(例如一個進(jìn)程)結(jié)束后回收內(nèi)存。
6.棧(stack)
棧內(nèi)存只在程序運(yùn)行時出現(xiàn)，在函數(shù)內(nèi)部使用的變量、函數(shù)的參數(shù)以及返回值將使用�？臻g，�？臻g由編譯器自動分配和釋放。
C語言目標(biāo)文件的內(nèi)存布局
看一個例子：
int a = 0; /pic/p>
static int b=20; /pic/p>
char *p1; /pic/p>
const int A = 10; /pic/p>
void main(void)
{
int b; /pic/p>
char s[] = "abc"; /pic/p>
char *p2; /pic/p>
static int c = 0; /pic/p>
char *p3 = "123456"; /pic/p>
p1 = (char*) malloc(10);/pic/p>
p2 = (char*) malloc(20);
strcpy(p1, "123456"); /pic/p>
}
代碼段、只讀數(shù)據(jù)段、讀寫數(shù)據(jù)段、未初始化數(shù)據(jù)段屬于靜態(tài)區(qū)域，而堆和棧屬于動態(tài)區(qū)域。代碼段、只讀數(shù)據(jù)段和讀寫數(shù)據(jù)段將在鏈接之后產(chǎn)生，未初始化數(shù)據(jù)段將在程序初始化的時候開辟，而堆和棧將在程序的運(yùn)行中分配和釋放。C語言程序分為映像和運(yùn)行時兩種狀態(tài)。在編譯-連接后形成的映像中，將只包含代碼段(Text)、只讀數(shù)據(jù)段(RO Data)和讀寫數(shù)據(jù)段(RW Data)。在程序運(yùn)行之前，將動態(tài)生成未初始化數(shù)據(jù)段(BSS)，在程序的運(yùn)行時還將動態(tài)形成堆(Heap)區(qū)域和棧(Stack)區(qū)域。一般來說，在靜態(tài)的映像文件中，各個部分稱之為節(jié)(Section)，而在運(yùn)行時的各個部分稱之為段(Segment)。如果不詳細(xì)區(qū)分，可以統(tǒng)稱為段。
知識點(diǎn)：
C語言在編譯和連接后，將生成代碼段(Text)、只讀數(shù)據(jù)段(RO Data)和讀寫數(shù)據(jù)段(RW Data)。在運(yùn)行時，除了以上三個區(qū)域外，還包括未初始化數(shù)據(jù)段(BSS)區(qū)域和堆(Heap)區(qū)域和棧(Stack)區(qū)域。
二：C語言程序的段
1.代碼段(code或text)
代碼段由各個函數(shù)產(chǎn)生，函數(shù)的每一個語句將最終經(jīng)過編繹和匯編生成二進(jìn)制機(jī)器代碼(具體生生哪種體系結(jié)構(gòu)的機(jī)器代碼由編譯器決定)。
2.只讀數(shù)據(jù)段(RO Data)
只讀數(shù)據(jù)段由程序中所使用的數(shù)據(jù)產(chǎn)生，該部分?jǐn)?shù)據(jù)的特點(diǎn)是在運(yùn)行中不需要改變，因此編譯器會將該數(shù)據(jù)段放入只讀的部分中。C語言中的只讀全局變量，只讀局部變量，程序中使用的常量等會在編譯時被放入到只讀數(shù)據(jù)區(qū)。
注意：定義全局變量const char a[100]={"ABCDEFG"};將生成大小為100個字節(jié)的只讀數(shù)據(jù)區(qū)，并使用“ABCDEFG”初始化。如果定義為：const char a[ ]={"ABCDEFG"};則根據(jù)字符串長度生成8個字節(jié)的只讀數(shù)據(jù)段(還有’