程序五大内存区分配(堆区、栈区、全局静态区、文字常量区、程序代码区)+缓冲区说明

程序内存分配:
一、堆区(head):
一般由程序员分配释放,若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收。
注意它与数据结构中的堆是两回事,分配类似于链表。
二、栈区(stack):
是一种特殊的线性表,仅能在线性表的一端操作,栈顶允许操作,栈底不允许操作。 栈的特点是:先进后出从栈顶放入元素的操作叫入栈(压栈),取出元素叫出栈(弹栈)。
栈的特点:先进后出,Java中的栈内存就是一个栈的数据结构,先调用的方法要等到后调用的方法结束才会弹栈(出栈);
由编译器自动分配释放,存放函数的参数值,局部变量的值等。操作方式类似数据结构中的栈。
三、全局区(静态区-static)
全局变量和静态变量的存储是放 在一块的,初始化的全局变量和静态变量在一块区域,未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。程序结束后由系统释放。
四、文字常量区:
常量字符串就越是放在这里的。程序结束后由系统释放。
五、程序代码区:
存放函数体的二进制代码。
六、缓冲区:
1、概念
缓冲区又称为缓存,它是内存空间的一部分。也就是说,在内存空间中预留了一定的存储空间,这些存储空间用来缓冲输入或输出的数据,这部分预留的空间就叫做缓冲区。
缓冲区根据其对应的是输入设备还是输出设备,分为输入缓冲区和输出缓冲区。
2.为什么要引入缓冲区
比如我们从磁盘里取信息,我们先把读出的数据放在缓冲区,计算机再直接从缓冲区中取数据,等缓冲区的数据取完后再去磁盘中读取,这样就可以减少磁盘的读写次数,再加上计算机对缓冲区的操作大大快于对磁盘的操作,故应用缓冲区可大大提高计算机的运行速度。
又比如,我们使用打印机打印文档,由于打印机的打印速度相对较慢,我们先把文档输出到打印机相应的缓冲区,打印机再自行逐步打印,这时我们的CPU可以处理别的事情。

现在您基本明白了吧,缓冲区就是一块内存区,它用在输入输出设备和CPU之间,用来缓存数据。它使得低速的输入输出设备和高速的CPU能够协调工作,避免低速的输入输出设备占用CPU,解放出CPU,使其能够高效率工作。
缓冲区的类型
缓冲区 分为三种类型:全缓冲、行缓冲和不带缓冲。

  1. 全缓冲
    在这种情况下,当填满标准I/O缓存后才进行实际I/O操作。全缓冲的典型代表是对磁盘文件的读写。
  2. 行缓冲
    在这种情况下,当在输入和输出中遇到换行符时,执行真正的I/O操作。这时,我们输入的字符先存放在缓冲区,等按下回车键换行时才进行实际的I/O操作。典型代表是标准输入(stdin)和标准输出(stdout)。
  3. 不带缓冲
    也就是不进行缓冲,标准出错情况stderr是典型代表,这使得出错信息可以直接尽快地显示出来。
    ANSI C( C89 )要求缓存具有下列特征:
    当且仅当标准输入和标准输出并不涉及交互设备时,它们才是全缓存的。
    标准出错决不会是全缓存的。

但是,这并没有告诉我们如果标准输入和输出涉及交互作用设备时,它们是不带缓存的还是行缓存的,以及标准输出是不带缓存的,还是行缓存的。
大部分系统默认使用下列类型的缓存:
标准出错是不带缓存的。
如果是涉及终端设备的流,则它们是行缓存的;否则是全缓存的。
我们经常要用到标准输入输出流,而ANSI C对stdin、stdout和stderr的缓存特征没有强行的规定,以至于不同的系统可能有不同的stdin、stdout和stderr的缓存特征。目前主要的缓存特征是:stdin和stdout是行缓存;而stderr是无缓存的。
缓冲区的大小
如果我们没有自己设置缓冲区的话,系统会默认为标准输入输出设置一个缓冲区,这个缓冲区的大小通常是4096个字节的大小,这和计算机中的分页机制有关,因为进程在计算机中分配内存使用的就是分页与分段的机制,并且每个页的大小是4096个字节,因此通常情况下缓冲区的大小会设置为4096个字节的大小。
缓冲区的刷新(清空)
下列情况会引发缓冲区的刷新:
①缓冲区满时;
②行缓冲区遇到回车时;
③关闭文件;
④使用特定函数刷新缓冲区。
在c语言程序运行窗口,如果程序中有scanf()、getc()等类型函数时,在窗口敲入一系列的字符数据时,这些字符数据只是存入缓存区并没有写入到scanf()、getc()等函数中所对应的 ‘ 对象 ’ 内,当缓冲区进行刷新后才会进入这些函数对应的 ‘ 对象’内。
为什么在窗口内敲入这一系列字符时,能从窗口看到输入内容?
按之前打印机例子来说,将要打印的数据存入缓存区,解放cpu(不用一直读写一个数据放入打印机中,打印时间要比cpu读写一次时间长的多,有了缓存cpu可以一次读一批数据到缓存,打印机从缓存里面拿数据进行打印,而cpu可以去进行别的任务),而我们在窗口中打出一个字符就会显示一个字符,这是提高交互性(就像打印机没有缓存时,cpu在内存中读一个数据,打印机打印一个数据一样),并没有刷新缓存区所以没有写进scanf()、getc()所对应的对象中

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