c语言：内存管理

作用域

一个c语言变量的作用域可以是代码块，函数，文件
代码块是{}之间的一段代码

#include <stdio.h>

int a=2;//文件作用域
int main()
{
  int a = 0;//函数作用域
    {
      int a = 1;//代码块作用域
    }
    return 0;
}

注意：同一个作用域不能有同名变量，但不同作用域变量名称可以相同

auto自动变量

一般情况下{}代码块内部定义的都是auto变量，自动出现在内存中
int a=1;默认为auto int a=1

#include <stdio.h>

int a=2;//非auto
int main()
{
  int a = 0;//auto
    {
      int a = 1;//auto
    }
    return 0;
}

register变量

通常变量都是放在内存中的，如果把变量放到cpu的寄存器里面，代码执行效率会更高
register int a=1;

代码块作用域的静态变量

静态变量是指内存位置在程序执行期间一直不变的量，一个代码块内部的静态变量只能被这个代码块内部访问
注意：静态变量只初始化一次，与大括号无关，程序结束后才消失
自动变量与静态变量

代码块作用域外的静态变量

在代码块外的变量是文件变量，也是全局变量，如果变量或函数在其他文件中定义了，需要声明

extren int a;//声明一个变量a
external void test();//声明函数test（），这个函数在其他地方定义了，这里只是声明

静态全局变量/函数：只能在定义它的文件内部访问，对于文件外部是不能使用的
因此上述程序如果在其他文件中定义成静态变量，声明会出错
如果一个代码块之外的变量或函数，c语言默认是全局的，除非写了一个static就改变了他的类型了

内存布局

代码区

程序被操作系统加载到内存的时候，所有可执行代码都被加载到代码区，这块内存在程序运行期间不可修改

静态区

静态变量和全局变量都存放在静态区

栈区

栈：先进后出，所有的自动变量，函数的形参，函数的返回值都是由编译器自动放入栈中，当超出其作用域时，自动从栈中弹出
不同系统栈大小不一样，windows程序在编译的时候就可以指定栈的大小，linux可以通过设置环境变量指定栈的大小

堆区

大容器，容量远大于栈，申请和释放需要通过手动书写代码来完成

堆的分配和释放

malloc在堆中分配空间

用malloc在堆中分配的空间不会自动释放，需要用free来手动释放，配对使用如果malloc分配的内存忘记free，那么叫内存泄漏，初学者容易犯（结果就是内存都被吃掉了）
注意：malloc分配的空间的值是随机的，不会自动清0

char *s = malloc(10);//在堆中分配了10个字节的空间
strcpy(s,"abcd");
printf("%s\n",s);
free(s);//释放堆中的内存

s = malloc(100);//s是自动变量，可以重新使用，这个时候又重新指向了一个新的堆空间
free(s);//free s不是把s释放掉了，而是释放了s指向的那块内存空间

return 0;

什么时候在栈stack/堆heap中使用一个数组？
一个程序栈大小有限，如果一个数组特别大，会导致栈溢出，不要在栈里面定义太大的数组，此时需要放入堆
如果一个数组定义的时候，大小不能确定，那么就适合用堆

scanf("%d",&i);
int *p = malloc(i * sizeof(int));//可以根据用户的输入在堆中分配大小不同的数组

free(p);

通过堆空间实现动态大小变化的字符数组

代码区静态区堆栈

堆和栈的大小是动态变化的，静态区大小是固定不变的

int abc(int a,int b)//c语言的形参是从右到左入栈的，b先入栈，a后入栈

calloc与realloc的使用

malloc的参数是指定分配的大小，单位，字节
calloc的第一个参数是指定单位的数量，第二个参数是指定一个单位的大小
用malloc分配10个int

int *p = malloc(10*sizeof(int));

用calloc分配10个int

int *p = calloc(10*sizeof(int));

以上两种写法分配堆内存一样，区别：malloc只负责分配，不负责清空，需要用memset清空；calloc内存自动初始化为0，不需要额外清空
用malloc分配了内存，想扩大用realloc
calloc_realloc

操作系统分配内存的最小单位说明

windows下每次堆的变化是4k
如果需要1k的空间，操作系统给4k
如果需要5k，给8k
4k是内存最小单位，优点是效率提升，缺点是浪费了一些内存
太小内存节省了但是浪费了效率，太大了效率提高了但是浪费了内存（抽烟的长度为例举例）
因此用malloc分配内存的时候不必在大小上过于纠结，除非处于4k的临界值

lccate / purin-purin_3