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            淺談C內存分配(轉自LUPA論壇,infohunter)

            很早之前寫的了,現在發到C版來。

            關于C語言內存方面的話題要真說起來的話那恐怕就沒頭了,所以本文僅僅是一個淺談。
            關于內存問題不同平臺之間有一定的區別。本文所指的平臺是x86的Linux平臺
            用C語言做程序(其實其他語言也一樣),不僅要熟悉語法,其實很多相關的背景知識也很重要。在學習和研究C語言中內存分配的問題前,首先要了解一下Linux分配給進程(運行中的程序)的地址空間是什么樣的。
            總的來說有3個段,即代碼段,數據段和堆棧段(學過匯編的朋友一定很熟悉了)。代碼段就是存儲程序文本的,所以有時候也叫做文本段,指令指針中的指令就是 從這里取得。這個段一般是可以被共享的,比如你在Linux開了2個Vi來編輯文本,那么一般來說這兩個Vi是共享一個代碼段的,但是數據段不同(這點有 點類似C++中類的不同對象共享相同成員函數)。數據段是存儲數據用的,還可以分成初始化為非零的數據區,BSS,和堆(Heap)三個區域。初始化非零 數據區域一般存放靜態非零數據和全局的非零數據。BSS是Block Started by Symbol的縮寫,原本是匯編語言中的術語。該區域主要存放未初始化的全局數據和靜態數據。還有就是堆了,這個區域是給動態分配內存是使用的,也就是用 malloc等函數分配的內存就是在這個區域里的。它的地址是向上增長的。最后一個堆棧段(注意,堆棧是Stack,堆是Heap,不是同一個東西),堆 棧可太重要了,這里存放著局部變量和函數參數等數據。例如遞歸算法就是靠棧實現的。棧的地址是向下增長的。具體如下:
            ========高地址     =======
            程序棧             堆棧段
                     向下增長
            “空洞”           =======
                     向上增長

            ------             數據段
            BSS
            ------
            非零數據
            =========低地址    =======
            =========          =======
            代碼               代碼段
            =========          =======
            需要注意的是,代碼段和數據段之間有明確的分隔,但是數據段和堆棧段之間沒有,而且棧是向下增長,堆是向上增長的,因此理論上來說堆和棧會“增長到一起”,但是操作系統會防止這樣的錯誤發生,所以不用過分擔心。
            有了以上理論做鋪墊,下面就說動態內存的分配。上面說了,動態內存空間是在堆中分配的。實現動態分配的也就是下面幾個函數:
            stdlib.h :
            void *malloc(size_t size);
            void *calloc(size_t nmemb, size_t size);
            void *realloc(void *ptr, size_t size);
            void free(void *ptr);
            一個一個說吧。malloc就是分配一個size大小的內存空間,并且用一個void類型的指針指向這個空間,然后返回這個指針。也就是說,malloc 返回了一個指向size大小的空間的void類型的指針,如果要使用這個空間,還得把void*類型轉換成一個你需要的類型,比如int*之類。 calloc和malloc基本一樣,不同的是有兩點,一是calloc分配的空間大小是由nmemb*size決定的,也就是說nmemb是條目個數, 而size可以看成是條目的大小,計算總空間任務由calloc去做。二是calloc返回的空間都用0填充,而malloc則不確定內存中會有什么東 西。realloc是用來改變已經分配的空間的大小。指針ptr是void類型的,它應該指向一個需要重新分配大小的空間,而size參數則是重新分配之 后的整個空間大小,而不是增加的大小。同樣,返回的是一個指向新空間的指針。free用來釋放由上面3個函數分配的空間,其參數就是指向某空間的指針。
            基本就這些了,這些都是比較基礎的話題,高級話題和細節問題還有很多,這里就不進行說明了,有機會我會繼續總結一番的

            Posted on 2008-06-18 16:13 micheal's tech 閱讀(156) 評論(0)  編輯 收藏 引用
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