C语言内存存储区

C程序由下列部分组成：

代码段——主要存储程序代码指令，CPU执行的机器指令部分；一个程序只有一个副本；只读，防止程序由于意外事故而修改自身指令；
初始化数据段（数据段）——主要存储全局变量（常量），静态变量（常量），常量字符串，在程序中所有赋了初值的全局变量，存放在这里;
非初始化数据段（bss段）——在程序中没有初始化的全局变量；内核将此段初始化为0;
栈——增长方向：主要存储局部变量，栈区上的内容只在函数范围内存在，当函数运行结束，这些内容也会自动被销毁。其特点是效率高，但内存大小有限；自顶向下增长；自动变量以及每次函数调用时所需要保存的信息（返回地址；环境信息）；
堆——动态存储分配；由malloc，calloc分配的内存区域，其生命周期由free决定。堆的内存大小是由程序员分配的，理论上可以占据系统中的所有内存；

1、代码段(code segment/text segment)

通常是指用来存放程序执行代码的一块内存区域。这部分区域的大小在程序运行前就已经确定，并且内存区域通常属于只读，某些架构也允许代码段为可写，即允许修改程序。在代码段中，也有可能包含一些只读的常数变量，例如字符串常量等，但一般都是放在只读数据段中。

2、数据段(data segment)-静态存储区

通常是指用来存放程序中已经初始化的全局变量和静态变量的一块内存区域。
数据段属于静态内存分配，可以分为只读数据段和读写数据段。字符串常量等，一般都是放在只读数据段中。

3、BSS段( bss segment )

通常是指用来存放程序中未初始化的全局变量和静态变量（注意一个问题:一般的书上都会说全局变量和静态变量是会自动初始化的，那么哪来的未初始化的变量呢?变量的初始化可以分为显示初始化和隐式初始化，全局变量和静态变量如果程序员自己不初始化的话的确也会被初始化，那就是不管什么类型都初始化为0，这种没有显示初始化的就是我们这里所说的未初始化。既然都是0那么就没必要把每个0都存储起来，从而节省磁盘空间，这是BSS的主要作用）的一块内存区域。BSS是英文Block Started by Symbol的简称。BSS段属于静态内存分配。 BSS节不包含任何数据，只是简单的维护开始和结束的地址，即总大小。以便内存区能在运行时分配并被有效地清零。BSS节在应用程序的二进制映象文件中并不存在，即不占用磁盘空间而只在运行的时候占用内存空间，所以如果全局变量和静态变量未初始化，那么其可执行文件要小很多。

4、堆(heap)

堆是用于存放进程运行中被动态分配的内存段，它的大小并不固定，可动态扩张或缩减。当进程调用malloc等函数分配内存时，新分配的内存就被动态添加到堆上(堆被扩张); 当利用free等函数释放内存时，被释放的内存从堆中被剔除(堆被缩减)；由程序员手动申请，手动释放，若不手动释放，程序结束后由系统回收，生命周期是整个程序运行期间。使用malloc或者new进行堆的申请，堆的总大小为机器器的虚拟内存的大小。
说明：new操作符本质上是使用了malloc进行内存的申请，new和malloc的区别如下：
（1）malloc是C语言中的函数，而new是C++中的操作符；
（2）malloc申请之后返回的类型是void*，而new返回的指针带有类型；
（3）malloc只负责内存的分配而不会调用类的构造函数，而new不仅会分配内存，而且会自动调用类的构造函数；

5、栈 (stack)

栈又称堆栈，是用户存放程序临时创建的局部变量，也就是说我们函数括弧“{}” 中定义的变量(但不包括static声明的变量，static意味着在数据段中存放变量)。
除此以外，在函数被调用时，其参数也会被压入发起调用的进程栈中，并且待到调用结束后，函数的返回值也会被存放回栈中。由于栈的先进先出特点，所以栈特别方便用来保存/恢复调用现场。从这个意义上讲，我们可以把堆栈看成一个寄存、交换临时数据的内存区。由系统进行内存的管理。主要存放函数的参数以及局部变量。在函数完成执行，系统自行释放栈区内存，不需要用户管理，整个程序的栈区的大小可以在编译器器中由用户自行设定，VS中默认的栈区大小为1M，可通过VS手动更改栈的大。64bits的Linux默认栈大小为10MB，可通过ulimit-s临时修改。

下面来看看一段代码，各个参量都存储在什么区域，
在这里插入图片描述

const和define定义的存储区别

const是在内存中分配了一个地址,而#define仅仅是在编译时做了替换,没有在内存中分配在最后生成的代码中,#define被保存为若干个立即数,占用的是ROM,而const是在运行时占用了一个RAM空间。

static 关键字

全局变量的说明之前再冠以static就构成了静态的全局变量。
全局变量本身就是静态存储方式，静态全局变量当然也是静态存储方式。这两者在存储方式上并无不同。这两者的区别在于非静态全局变量的作用域是整个源程序，当一个源程序由多个源文件组成时，非静态的全局变量在各个源文件中都是有效的；静态全局变量则限制了其作用域，即只在定义该变量的源文件内有效，在同一源程序的其它源文件中不能使用它。由于静态全局变量的作用域局限于一个源文件内，只能为该源文件内的函数公用，因此可以避免在其它源文件中引起错误。

1、全局静态变量

在全局变量之前加上关键字static，全局变量就被定义成为一个全局静态变量。

内存中的位置：静态存储区（静态存储区在整个程序运行期间都存在）；
初始化：未经初始化的全局静态变量会被程序自动初始化为0（自动对象的值是任意的，除非他被显示初始化）；
作用域：全局静态变量在声明他的文件之外是不可见的。准确地讲从定义之处开始到文件结尾；
作用
<1>不会被其他文件所访问，修改；
<2>其他文件中可以使用相同名字的变量，不会发生冲突；

2、局部静态变量

在局部变量之前加上关键字static，局部变量就被定义成为一个局部静态变量。

内存中的位置：静态存储区
初始化：未经初始化的全局静态变量会被程序自动初始化为0（自动对象的值是任意的，除非他被显示初始化）
作用域：作用域仍为局部作用域，当定义它的函数或者语句块结束的时候，作用域随之结束。

注：当static用来修饰局部变量的时候，它就改变了局部变量的存储位置，从原来的栈中存放改为静态存储区。但是局部静态变量在离开作用域之后，并没有被销毁，而是仍然驻留在内存当中，直到程序结束，只不过我们不能再对他进行访问。当static用来修饰全局变量的时候，它就改变了全局变量的作用域（在声明他的文件之外是不可见的），但是没有改变它的存放位置，还是在静态存储区中。

3、静态函数

在函数的返回类型前加上关键字static，函数就被定义成为静态函数。
函数的定义和声明默认情况下是extern的，但静态函数只是在声明他的文件当中可见，不能被其他文件所用。
定义静态函数的作用：
<1> 其他文件中可以定义相同名字的函数，不会发生冲突
<2> 静态函数不能被其他文件所用。存储说明符auto，register，extern，static，对应两种存储期：自动存储期和静态存储期。 auto和register对应自动存储期。具有自动存储期的变量在进入声明该变量的程序块时被建立，它在该程序块活动时存在，退出该程序块时撤销。
关键字extern和static用来说明具有静态存储期的变量和函数。用static声明的局部变量具有静态存储持续期（static storage duration），或静态范围（static extent）。虽然他的值在函数调用之间保持有效，但是其名字的可视性仍限制在其局部域内。静态局部对象在程序执行到该对象的声明处时被首次初始化。

static全局变量与普通的全局变量有什么区别：static全局变量只初使化一次，防止在其他文件单元中被引用;
static局部变量和普通局部变量有什么区别：static局部变量只被初始化一次，下一次依据上一次结果值；
static函数与普通函数有什么区别：static函数在内存中只有一份，普通函数在每个被调用中维持一份拷贝。

由于static变量的以上特性，可实现一些特定功能。
1．统计次数功能
声明函数的一个局部变量，并设为static类型，作为一个计数器，这样函数每次被调用的时候就可以进行计数。这是统计函数被调用次数的最好的办法，因为这个变量是和函数息息相关的，而函数可能在多个不同的地方被调用，所以从调用者的角度来统计比较困难。
C语言中使用静态函数的好处：
静态函数会被自动分配在一个一直使用的存储区，直到退出应用程序实例，避免了调用函数时压栈出栈，速度快很多。
关键字“static”，译成中文就是“静态的”，所以内部函数又称静态函数。但此处“static”的含义不是指存储方式，而是指对函数的作用域仅局限于本文件。使用内部函数的好处是：不同的人编写不同的函数时，不用担心自己定义的函数，是否会与其它文件中的函数同名，因为同名也没有关系。

大端和小端存储模式

大端（存储）模式，是指数据的低位保存在内存的高地址，数据的高位保存在内存的低地址。
小端（存储）模式，是指数据的低位保存在内存的低地址，数据的高位保存在内存的高地址。
如下图：
在这里插入图片描述
https://blog.csdn.net/wzsalan/article/details/79594968
https://blog.csdn.net/yue_jijun/article/details/81192102
https://blog.csdn.net/fang_chuan/article/details/49282905