C语言中的内存分配

在目前的计算机系统或嵌入式系统中，因为内存资源是有限的，因此在程序设计中，有效地管理内存资源是程序员首先考虑的问题。

一个c的可执行程序在存储（此时还未调入到内存中）时分为代码区（text）、数据区（data）和未初始化数据区（bss）3个部分。

（1）代码区：存放CPU执行的机器指令（machine instructions）。通常，代码区是可共享的（即另外的执行程序可以调用它），因为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。

（2）数据区：全局初始化数据区/静态数据区（initialized data segment/data segment）。该区包含了在程序中明确被初始化的全局变量、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）。

（3）未初始化数据区：亦称BSS区（uninitialized data segment），存入的是全局未初始化变量。BSS这个叫法是根据一个早期的汇编运算符而来，这个汇编运算符标志着一个块的开始。BSS区的数据在程序开始执行之前被内核初始化为0或者空指针（NULL）。

一个正在运行着的C编译程序占用的内存分为代码区、初始化数据区、未初始化数据区、堆区和栈区5个部分。

4）栈区（stack）。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。其操作方式类似于数据结构中的栈。每当一个函数被调用，该函数返回地址和一些关于调用的信息，比如某些寄存器的内容，被存储到栈区。然后这个被调用的函数再为它的自动变量和临时变量在栈区上分配空间，这就是C实现函数递归调用的方法。每执行一次递归函数调用，一个新的栈框架就会被使用，这样这个新实例栈里的变量就不会和该函数的另一个实例栈里面的变量混淆。

（5）堆区（heap）。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，程序结束时有可能由OS回收。

之所以分成这么多个区域，主要基于以下考虑：
一个进程在运行过程中，代码是根据流程依次执行的，只需要访问一次，当然跳转和递归有可能使代码执行多次，而数据一般都需要访问多次，因此单独开辟空间以方便访问和节约空间。
临时数据及需要再次使用的代码在运行时放入栈区中，生命周期短。
全局数据和静态数据有可能在整个程序执行过程中都需要访问，因此单独存储管理。
堆区由用户自由分配，以便管理。
下面通过一段简单的代码来查看C程序执行时的内存分配情况。相关数据在运行时的位置如注释所述。

重点：内存分配的三种方式

（1）  
从静态存储区域分配。内存在程序编译的时候就已经分配好，这块内存在程序的整个运行期间都存在。例如全局变量，static 变量。


（2）  在栈上创建。在执行函数时，函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建，函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中，效率很高，但是分配的内存容量有限。


（3）  从堆上分配，亦称动态内存分配。程序在运行的时候用 malloc 或 或 new 申请任意多少的内存，程序员自己负责在何时用 free 或 或 delete 释放内存。动态内存的生存期由我们决定，使用非常灵活，但问题也最多。

用代码更直观的看

int a = 0;    //a在全局已初始化数据区 char *p1;    //p1在BSS区（未初始化全局变量） main(){int b;    //b在栈区char s[] = "abc"; //s为数组变量，存储在栈区，//"abc"为字符串常量，存储在已初始化数据区char *p1，p2;  //p1、p2在栈区char *p3 = "123456"; //123456\0在已初始化数据区，p3在栈区 static int c = 0；  //C为全局（静态）数据，存在于已初始化数据区//另外，静态数据会自动初始化p1 = (char *)malloc(10);//分配得来的10个字节的区域在堆区p2 = (char *)malloc(20);//分配得来的20个字节的区域在堆区free(p1);free(p2);}