C语言-变量存储方式 来源 : 华清远见     2025-01-16

程序段的内存布局

在C程序中，内存通常分为几个主要区域：

1. 代码段（.text段） - 存放程序的指令。

2. 数据段（.data段） - 存放已初始化的全局和静态变量。

3. BSS段（.bss段） - 存放未初始化的全局和静态变量。

4. 堆区 - 动态分配内存（例如通过malloc）。

5. 栈区 - 存放局部变量和函数参数。

1. 局部变量

定义：局部变量是在函数或代码块内部声明的变量。

存在位置：

· 栈区（Stack）：局部变量存储在程序的栈区。当一个函数被调用时，栈区会为该函数的局部变量分配内存。当函数执行结束后，这部分内存会被自动释放。

特点：

· 作用域：局部变量只能在其声明的函数或代码块内使用。外部无法访问。

· 生命周期：局部变量的生命周期从定义时开始，到函数结束时结束。

测试程序概念图：

2. 全局变量

定义：全局变量是在所有函数外部声明的变量，可以被程序中任何函数访问。

存在位置：

· 数据区（Data Segment）：全局变量存储在程序的静态数据区（也称为数据段）。这个区域在程序启动时分配内存，并在整个程序运行期间保持有效。

特点：

· 作用域：全局变量可以在任何函数内访问，任何地方都可以使用。

· 生命周期：全局变量的生命周期与整个程序的运行时间相同，直到程序结束。

测试程序概念图：

3. 动态申请的数据

定义：动态申请的数据是指在程序运行时，根据需要动态分配内存的一种变量，通常通过如 malloc、calloc 或 new 等函数申请。

存在位置：

· 堆区（Heap）：动态申请的数据存储在堆区。堆区的内存分配和释放由程序员手动管理。

特点：

· 作用域：动态分配的内存可以在多个函数之间共享，直到显式释放。

· 生命周期：生命周期由程序员控制，内存不再需要时需要手动释放（使用 free 或 delete）以避免内存泄漏。

测试程序概念图：

代码测试：

结果：

查看内存映射：

内存映射解释：

第一行 555ce2a81000-555ce2a82000 r-xp：

这个段通常是 .text 段，表示程序的代码部分。

权限 r-xp 表明它可读且可执行，这符合代码段的特性。

第二行 555ce2c81000-555ce2c82000 r--p：

这里的权限为 r--p，表明这个段是可读的，不可执行，只读段 

第三行 555ce2c82000-555ce2c83000 rw-p： 

权限 rw-p 表示可读可写，因此这个段通常是 .bss段，用于存放未初始化的全局和静态变量,或者是.data 段，用来存放 已初始化的全局和静态变量。 

第四行555ce460d000-555ce462e000 rw-p:

权限rw-p 表示可读可写，这块有说明是heap堆区，由程序员进行分配回收

第十五行 7ffd6b3a6000-7ffd6b3c7000 rw-p:

权限rw-p 表示可读可写，这块有说明是栈区

 总结

由测试代码可知虽然topo在func函数结束后在main程序还能打印，那是因为虽然释放topo空间，但是这块空间并没有被占用，所以程序并没有出错。

所以我们根据测试记录可得出以下结论。

这些变量的存储位置和管理方式是理解计算机程序运行机制的基础：

· 局部变量在栈中，具有局部作用域；

· 全局变量在数据区，具有全局作用域；

· 动态申请的数据在堆中，生命周期灵活，但需要手动管理