C语言基础--内存分布代码分析

前言

了解程序内存布局以及不同类型变量的存储位置和生命周期对于编写稳健的程序至关重要。本文将深入探讨普通局部变量和静态局部变量的区别，以及堆区的动态内存分配，帮助读者更好地理解内存管理和变量的使用方式。

（接上文）在函数内部，使用static修饰的变量称为静态局部变量，它与普通局部变量在存储位置、生命周期和初始值上有着明显的区别。普通局部变量存储在栈上，生命周期仅限于函数调用期间，而静态局部变量存储在静态存储区，其值在函数调用结束后仍然保持。此外，在堆区进行动态内存分配可以使程序更灵活，但需要手动管理内存释放。

返回栈区地址

#include <stdio.h>int *func() {int a = 10;return &a; // 函数调用完毕，因为a是局部变量，a释放
}int main() {int *p = NULL;p = func();*p = 100; // 操作野指针指向的内存,errprintf("11111111111111111\n"); // 这句话可能执行不到，因为上一句话报错return 0;
}

返回data区地址
● 在函数内部使用static修饰的变量称为静态局部变量
● 它在程序运行期间只被初始化一次，并且在函数调用结束后也不会被销毁

#include <stdio.h>int *func() {// 静态局部变量，只会初始化一次static int a = 10;return &a; // 函数调用完毕，a不释放
}int main() {int *p = NULL;p = func();*p = 100; // okprintf("*p = %d\n", *p);return 0;
}

● 普通局部变量和静态局部变量区别
○ 存储位置：
■ 普通局部变量存储在栈上
■ 静态局部变量存储在静态存储区
○ 生命周期：
■ 当函数执行完毕时，普通局部变量会被销毁
■ 静态局部变量的生命周期则是整个程序运行期间，即使函数调用结束，静态局部变量的值也会被保留
○ 初始值：
■ 普通局部变量在每次函数调用时都会被初始化，它们的初始值是不确定的，除非显式地进行初始化
■ 静态局部变量在第一次函数调用时会被初始化，然后保持其值不变，直到程序结束
示例代码：

#include <stdio.h>void normal_func() {int i = 0;i++;printf("局部变量 i = %d\n", i);
}void static_func() {static int j = 0;j++;printf("static局部变量 j = %d\n", j);
}int main() {// 调用3次normal_func()normal_func();normal_func();normal_func();// 调用3次static_func()static_func();static_func();static_func();return 0;
}

运行结果：

局部变量 i = 1
局部变量 i = 1
局部变量 i = 1
static局部变量 j = 1
static局部变量 j = 2
static局部变量 j = 3

返回堆区地址

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>int *func() {int *tmp = NULL;// 堆区申请空间tmp = (int *)malloc(sizeof(int));*tmp = 100;return tmp; // 返回堆区地址，函数调用完毕，不释放
}int main() {int *p = NULL;p = func();printf("*p = %d\n", *p); // ok// 堆区空间，使用完毕，手动释放if (p != NULL) {free(p);p = NULL;}return 0;
}