一文详解C语言内存管理

C语言内存管理指对系统内存的分配、创建、使用这一系列操作。

在计算机中，每个应用程序之间的内存是相互独立的，通常情况下应用程序 A 并不能访问应用程序 B，当然一些特殊技巧可以访问，但此文并不详细进行说明。例如在计算机中，一个视频播放程序与一个浏览器程序，它们的内存并不能访问，每个程序所拥有的内存是分区进行管理的。

在计算机系统中，运行程序 A 将会在内存中开辟程序 A 的内存区域 1，运行程序 B 将会在内存中开辟程序 B 的内存区域 2，内存区域 1 与内存区域 2 之间逻辑分隔。

在程序 A 开辟的内存区域 1 会被分为几个区域，这就是内存四区，内存四区分为栈区、堆区、数据区与代码区。

栈区指的是存储一些临时变量的区域，临时变量包括了局部变量、返回值、参数、返回地址等，当这些变量超出了当前作用域时将会自动弹出。该栈的最大存储是有大小的，该值固定，超过该大小将会造成栈溢出。

堆区指的是一个比较大的内存空间，主要用于对动态内存的分配;在程序开发中一般是开发人员进行分配与释放，若在程序结束时都未释放，系统将会自动进行回收。

数据区指的是主要存放全局变量、常量和静态变量的区域，数据区又可以进行划分，分为全局区与静态区。全局变量与静态变量将会存放至该区域。

代码区就比较好理解了，主要是存储可执行代码，该区域的属性是只读的。###

使用代码证实内存四区的底层结构

由于栈区与堆区的底层结构比较直观的表现，在此使用代码只演示这两个概念。首先查看代码观察栈区的内存地址分配情况：

运行结果为：

我们可以观察到变量 a 的地址是 2293324 变量 b 的地址是 2293320，由于 int 的数据大小为 4 所以两者之间间隔为 4;再查看变量 c，我们发现变量 c 的地址为 2293319，与变量 b 的地址 2293324 间隔 1，因为 c 的数据类型为 char，类型大小为 1。在此我们观察发现，明明我创建变量的时候顺序是 a 到 b 再到 c，为什么它们之间的地址不是增加而是减少呢?那是因为栈区的一种数据存储结构为先进后出，如图：

首先栈的顶部为地址的“最小”索引，随后往下依次增大，但是由于堆栈的特殊存储结构，我们将变量 a 先进行存储，那么它的一个索引地址将会是最大的，随后依次减少;第二次存储的值是 b，该值的地址索引比 a 小，由于 int 的数据大小为 4，所以在 a 地址为 2293324 的基础上往上减少 4 为 2293320，在存储 c 的时候为 char，大小为 1，则地址为 2293319。由于 a、b、c 三个变量同属于一个栈内，所以它们地址的索引是连续性的。

审核编辑：汤梓红