1 内存分区
C代码经过预处理、编译、汇编、链接4步后生成一个可执行程序。
在 Windows 下，程序是一个普通的可执行文件，以下列出一个二进制可执行文件的基本情况：
通过上图可以得知，在没有运行程序前，也就是说程序没有加载到内存前，可执行程序内部已经分好3段信息，分别为代码区（text）、数据区（data）和未初始化数据区（bss）3 个部分（有些人直接把data和bss合起来叫做静态区或全局区）。
- 代码区
- 存放 CPU 执行的机器指令。通常代码区是可共享的（即另外的执行程序可以调用它），使其可共享的目的是对于频繁被执行的程序，只需要在内存中有一份代码即可。代码区通常是只读的，使其只读的原因是防止程序意外地修改了它的指令。另外，代码区还规划了局部变量的相关信息
- 全局初始化数据区/静态数据区（data段）
- 该区包含了在程序中明确被初始化的全局变量、已经初始化的静态变量（包括全局静态变量和局部静态变量）和常量数据（如字符串常量）
- 未初始化数据区（又叫 bss 区）
- 存入的是全局未初始化变量和未初始化静态变量。未初始化数据区的数据在程序开始执行之前被内核初始化为 0 或者空（NULL）
- 程序在加载到内存前，代码区和全局区(data和bss)的大小就是固定的，程序运行期间不能改变。然后，运行可执行程序，系统把程序加载到内存，除了根据可执行程序的信息分出代码区（text）、数据区（data）和未初始化数据区（bss）之外，还额外增加了栈区、堆区
- 代码区（text segment）
- 加载的是可执行文件代码段，所有的可执行代码都加载到代码区，这块内存是不可以在运行期间修改的。
- 未初始化数据区（BSS）
- 加载的是可执行文件BSS段，位置可以分开亦可以紧靠数据段，存储于数据段的数据（全局未初始化，静态未初始化数据）的生存周期为整个程序运行过程。
- 全局初始化数据区/静态数据区（data segment）
- 加载的是可执行文件数据段，存储于数据段（全局初始化，静态初始化数据，文字常量(只读)）的数据的生存周期为整个程序运行过程。
- 栈区（stack）
- 栈是一种先进后出的内存结构，由编译器自动分配释放，存放函数的参数值、返回值、局部变量等。在程序运行过程中实时加载和释放，因此，局部变量的生存周期为申请到释放该段栈空间。
- 堆区（heap）
- 堆是一个大容器，它的容量要远远大于栈，但没有栈那样先进后出的顺序。用于动态内存分配。堆在内存中位于BSS区和栈区之间。一般由程序员分配和释放，若程序员不释放，程序结束时由操作系统回收
2 存储类型总结
类型 | 作用域 | 生命周期 | 存储位置 |
auto变量 | 一对{}内 | 当前函数 | 栈区 |
static局部变量 | 一对{}内 | 整个程序运行期 | 初始化在data段，未初始化在BSS段 |
extern变量 | 整个程序 | 整个程序运行期 | 初始化在data段，未初始化在BSS段 |
static全局变量 | 当前文件 | 整个程序运行期 | 初始化在data段，未初始化在BSS段 |
extern函数 | 整个程序 | 整个程序运行期 | 代码区 |
static函数 | 当前文件 | 整个程序运行期 | 代码区 |
register变量 | 一对{}内 | 当前函数 | 运行时存储在CPU寄存器 |
字符串常量 | 当前文件 | 整个程序运行期 | data段 |
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int e;
static int f;
int g = 10;
static int h = 10;
int main()
{
int a;
int b = 10;
static int c;
static int d = 10;
char *i = "test";
char *k = NULL;
printf("&a\t %p\t //局部未初始化变量\n", &a);
printf("&b\t %p\t //局部初始化变量\n", &b);
printf("&c\t %p\t //静态局部未初始化变量\n", &c);
printf("&d\t %p\t //静态局部初始化变量\n", &d);
printf("&e\t %p\t //全局未初始化变量\n", &e);
printf("&f\t %p\t //全局静态未初始化变量\n", &f);
printf("&g\t %p\t //全局初始化变量\n", &g);
printf("&h\t %p\t //全局静态初始化变量\n", &h);
printf("i\t %p\t //只读数据(文字常量区)\n", i);
k = (char *)malloc(10);
printf("k\t %p\t //动态分配的内存\n", k);
return 0;
}输出结果：
tao@Taoc:~/Desktop/C/8$ ./8.2.2
&a 0x7ffe96a0a7e0 //局部未初始化变量
&b 0x7ffe96a0a7e4 //局部初始化变量
&c 0x559add9ab024 //静态局部未初始化变量
&d 0x559add9ab018 //静态局部初始化变量
&e 0x559add9ab028 //全局未初始化变量
&f 0x559add9ab020 //全局静态未初始化变量
&g 0x559add9ab010 //全局初始化变量
&h 0x559add9ab014 //全局静态初始化变量
i 0x559add9a9008 //只读数据(文字常量区)
k 0x559adeaac670 //动态分配的内存3 内存操作函数
3.1. memset()
#include <string.h>
void *memset(void *s, int c, size_t n);功能：将s的内存区域的前n个字节以参数c填入
参数：
s：需要操作内存s的首地址
c：填充的字符，c虽然参数为int，但必须是unsigned char , 范围为0~255
n：指定需要设置的大小
返回值：s的首地址
int a[10];
memset(a, 0, sizeof(a));
memset(a, 97, sizeof(a));
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%c\n", a[i]);
}3.2. memcpy()
#include <string.h>
void *memcpy(void *dest, const void *src, size_t n);功能：拷贝src所指的内存内容的前n个字节到dest所值的内存地址上。
参数：
dest：目的内存首地址
src：源内存首地址，注意：dest和src所指的内存空间不可重叠，可能会导致程序报错
n：需要拷贝的字节数
返回值：dest的首地址
int a[10] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
int b[10];
memcpy(b, a, sizeof(a));
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d, ", b[i]);
}
printf("\n");
//memcpy(&a[3], a, 5 * sizeof(int)); //err, 内存重叠3.3. memmove()
memmove()功能用法和memcpy()一样，区别在于：dest和src所指的内存空间重叠时，memmove()仍然能处理，不过执行效率比memcpy()低些
3.4. memcmp()
#include <string.h>
int memcmp(const void *s1, const void *s2, size_t n);功能：比较s1和s2所指向内存区域的前n个字节
参数：
s1：内存首地址1
s2：内存首地址2
n：需比较的前n个字节
返回值：
相等：=0
大于：>0
小于：<0
int a[10] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
int b[10] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
int flag = memcmp(a, b, sizeof(a));
printf("flag = %d\n", flag);4 堆区内存分配和释放
4.1. malloc()
#include <stdlib.h>
void *malloc(size_t size);功能：在内存的动态存储区(堆区)中分配一块长度为size字节的连续区域，用来存放类型说明符指定的类型。分配的内存空间内容不确定，一般使用memset初始化。
参数：
size：需要分配内存大小(单位：字节)
返回值：
成功：分配空间的起始地址
失败：NULL
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main()
{
int count, *array, n;
printf("请输入要申请数组的个数：\n");
scanf("%d", &n);
array = (int *)malloc(n * sizeof(int));
if(array == NULL)
{
printf("申请空间失败!\n");
return -1;
}
//将申请到空间清0
memset(array, 0, sizeof(int)*n);
for(count = 0; count < n; count++)
array[count] = count;
for(count = 0; count < n; count++)
printf("%2d", array[count]);
free(array);
return 0;
}输出结果：
/8$ ./8.2.4-1
请输入要申请数组的个数：
5
0 1 2 3 4tao@Taoc:~/Desktop/C/8$4.2. free()
#include <stdlib.h>
void free(void *ptr);功能：释放ptr所指向的一块内存空间，ptr是一个任意类型的指针变量，指向被释放区域的首地址。对同一内存空间多次释放会出错。
参数：
ptr：需要释放空间的首地址，被释放区应是由malloc函数所分配的区域。
返回值：无
