C言語での変数の静的割り当て（静的）および動的割り当て（スタックとヒープ）

C言語での変数の静的割り当て（静的）および動的割り当て（スタックとヒープ）

変数の静的割り当て

コンパイル時およびリンク時に決定される絶対アドレス。
プログラムの実行中は、プログラムのメモリサイズを変更できなくなります。
もちろん、プログラムを変更して再コンパイルすることはできますが、これは柔軟性が低くなります。

どのような変数が含まれていますか？

グローバル変数とローカル変数（staicキーワード）

静的によって変更されたグローバル変数とローカル変数の両方が、次の呼び出しまでこの変数の値を関数に保存できます。ただし、staticによって変更されたローカル変数は外部には表示されず、この関数でのみ表示されます。データのセキュリティが保証されています。

例を挙げて説明する

static.c

#include<stdio.h>
int globle_init=100; //全局初始化变量
static int static_globle_init=100; //static修饰的全局初始化变量
int globle_unit; //全局未初始化变量
void f1(){
    
    
    static int static_init=100; //static修饰的局部初始化变量
    static int static_unit; //static修饰的局部未初始化变量
    int local_var=100;// 局部初始化变量
    static_init++;
    local_var++;
    printf("The value of static_unit is %d\n",static_unit);
    printf("The value of static_init is %d\n",static_init);
    printf("The value of local_var is %d\n",local_var);
    printf("================================\n");
}
void f2(){
    
    
    globle_unit=100;
}
int main(){
    
    
    f1();
    f1();
    printf("The value of globle_unit is %d\n",globle_unit);
    f2();
    printf("The value of globle_unit is %d\n",globle_unit);
    return 0;
}

結果は次のとおりです。

The value of static_unit is 0
The value of static_init is 101
The value of local_var is 101
================================
The value of static_unit is 0
The value of static_init is 102
The value of local_var is 101
================================
The value of globle_unit is 0
The value of globle_unit is 100

実行結果から、次のことがわかります。

1. 静的に割り当てられた変数は、初期化されていない場合、自動的に0に初期化されます。
2. 関数f1（）は2回呼び出され、local_varの出力値は毎回101です。staticによって変更されていないローカル変数が、スコープに出入りするたびに作成および破棄されることを指定します。
3. staicによって変更されたローカル変数の場合、static_initの値は2回目に呼び出されたときに102であり、最初の呼び出しの値が次回に保存され、破棄されないことを示します。

対応するアセンブリ言語（静的に割り当てられた変数部分のみがここに表示されます）

先介绍一下两个命令
.comm命令声明未初始化的数据的通用内存区域
.lcomm命令声明未初始化数据的本地通用内存数据

変数の動的割り当て

スタック

システムの動的メモリ割り当て
espスタック上部の低アドレス
ebpスタック下部の高アドレス
スタックは、低アドレスの方向に沿って大きくなります

例を挙げて説明する

stack.c

#include<stdio.h>
int add_sum(int a,int b,int c){
    
    
    int d=0;
    int e=1;
    d=a+b+c;
    return d;
}
int main(){
    
    
    int i=10;
    int j=20;
    int k=0;
    k=add_sum(i,j,30);
}

対応する主な機能のアセンブリ言語

_main:
LFB7:
	pushl	%ebp 
	movl	%esp, %ebp
	andl	$-16, %esp
	subl	$32, %esp
	call	___main
	movl	$10, 28(%esp)//将数值10（变量i）放在esp28位置
	movl	$20, 24(%esp)//将数值20（变量j）放在esp24位置
	movl	$0, 20(%esp)//将数值0（变量k）放在esp20位置
	movl	$30, 8(%esp)//将数值30（常量）放在esp8位置 这里开始放置参数
	movl	24(%esp), %eax //将esp24中的数据放在寄存器eax中
	movl	%eax, 4(%esp)//将eax寄存器中的值放入esp4位置
	movl	28(%esp), %eax //将esp28中的数据放在寄存器eax中
	movl	%eax, (%esp) //将eax寄存器中的值放入esp0位置
	call	_add_sum//调用函数
	movl	%eax, 20(%esp)
	leave
	ret
LFE7:

対応するadd_sum関数のアセンブリ

_add_sum:
LFB6:
	pushl	%ebp
	movl	%esp, %ebp
	subl	$16, %esp
	movl	$0, -4(%ebp) //将数值0（变量d）放在ebp-4位置
	movl	$1, -8(%ebp)//将数值1（变量e）放在ebp-8位置
	movl	12(%ebp), %eax //将ebp12位置的值放入寄存器eax
	movl	8(%ebp), %edx //将ebp8位置的值放入寄存器edx
	addl	%edx, %eax //将两个寄存器中的值相加，结果放入寄存器eax
	addl	16(%ebp), %eax //将ebp16中的值与寄存器eax中的值相加，结果放入寄存器eax中
	movl	%eax, -4(%ebp) //把eax中的值放入寄存器ebp-4（变量d）中
	movl	-4(%ebp), %eax
	leave
	ret

対応する図

ヒープ

プログラマー
は、オンデマンドでいつでも動的に割り当てます

それらは両方ともヘッダーファイルでstdlib.h宣言されています

malloc

void *malloc(size_t size)
動的メモリ割り当てを実行するために使用されます
。mallocは、メモリプールから適切なメモリを抽出し、このメモリへのポインタをプログラムに返します。
このメモリは現時点では初期化されていません
。パラメータ：割り当てられるメモリのバイト数
mallocは連続したメモリを
割り当てます割り当てが失敗した場合、mallocはNULLポインタを
返します。mallocはvoid*型のポインタを返します。任意のタイプの他の任意のポインタに変換できます。

自由

void free(void *pointer)
動的メモリーの解放を実行するために使用される自由パラメーターは
、NULLか、malloc、calloc、reallocから以前に返された値のいずれかです。

calloc

viod *calloc(size_t num_elements,size_t element_size)
動的メモリ割り当てを実行するために使用されますが、違いは、メモリポインタを返す前にメモリポインタを0に初期化することです。
パラメータ：必要な要素の数と
、割り当てが失敗した場合の要素あたりのバイト数、NULLポインタが返されます

realloc

void realloc(void *ptr,size_t new_size)
以前に割り当てられたメモリのサイズを変更するために使用されます
パラメータ：変更されるメモリポインタと割り当てられるメモリバイト数
割り当てが失敗した場合、NULLポインタが返さ
れます。最初のパラメータがNULLの場合、と同じ効果があります。 malloc関数。

例：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

int main(void){
    
    
    int *myInt=(int*)malloc(sizeof(int));
    if(myInt!=NULL){
    
    
        *myInt=5;
        free(myInt);
        myInt=NULL;
    }
    return 0;
}

スタックとヒープ

スタック

高速アクセス
変数は、プログラムで解放するためにコードを記述する必要はありません。
スペースはCPUによって効果的に管理され、メモリの断片化は発生せず、
ローカル変数のみ
がスタックサイズによって制限されます。
変数のサイズを再定義することはできません。

ヒープ

変数はグローバルにアクセスできます
メモリサイズに制限はありません
（比較的）アクセスが遅くなります
スペース効率の保証はありません、メモリの断片化が発生する可能性がありますメモリ
を管理する必要があります
変数サイズはreallocで再定義できます

プログラムメモリ分散