全局变量和常量在内存中的分布

内存结构

内存中,有代码段,数据段,栈,堆。数据段分为已初始化和未初始化。

内存中属性很多,但作为程序员,只重点关注读(read),写(write),执行(execyte),共享(share),这四个属性。英语取开头字母,缩写为rwes。

代码段放程序的代码,属性是可读可执行。

数据段放全局数据,静态数据和常量。未初始化部分,属性是可读写。已初始化部分,分两部分,一部分属性是可读写,一部分属性是只读。

栈放参数,局部变量,保存的环境和返回地址,属性是可读写。

堆的属性是可读写。

这里的属性是初始状态,在程序运行过程中,操作系统有一定的机制可以调整属性。

在这里插入图片描述

全局变量和常量的内存分布

游离在其他函数以外,定义的变量,叫做全局变量。全局变量可以被所有函数同时访问。

编写程序:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int g_nTest1 = 0x53801204;
int g_nTest2 = 0x41201314;

void foo()
{
  printf("%p:", &g_nTest1);
  printf("%d\r\n", g_nTest1);
}

int main()
{
  int nTest = 999;
  printf("%p:", &nTest);
  printf("%d\r\n", nTest);

  printf("%p:", &g_nTest1);
  printf("%d\r\n", g_nTest1);

  foo();
  system("pause");
  return 0;
}

按 F10 进行单步调试,可以看到 nTest 的地址是 0019ff2c

在这里插入图片描述

g_nTest1 的地址是 00429098 ,g_nTest2 的地址是 0042909c。两个是相邻的。

由此可见,编译器分配变量的原则:按同内存属性类型分配


在这里插入图片描述

在原有代码中,定义一个字符串 Hello


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int g_nTest1 = 0x53801204;
char g_szHello[] = "Hello";
int g_nTest2 = 0x41201314;

void foo()
{
  printf("%p:", &g_nTest1);
  printf("%d\r\n", g_nTest1);
}

int main()
{
  int nTest = 999;
  printf("%p:", &nTest);
  printf("%d\r\n", nTest);

  printf("%p:", &g_nTest1);
  printf("%d\r\n", g_nTest1);

  foo();
  system("pause");
  return 0;
}

按 F10 进行单步调试,从内存结构可以看出,虽然数据类型不一致,有 int 类型,有字符串。但是它们都是已初始化的全局数据,所以分配的空间是连续的。

在这里插入图片描述

将代码中的 g_nTest2 的初值去掉

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int g_nTest1 = 0x53801204;
char g_szHello[] = "Hello";
int g_nTest2;

void foo()
{
  printf("%p:", &g_nTest1);
  printf("%d\r\n", g_nTest1);
}

int main()
{
  int nTest = 999;
  printf("%p:", &nTest);
  printf("%d\r\n", nTest);

  printf("%p:", &g_nTest1);
  printf("%d\r\n", g_nTest1);

  foo();
  system("pause");
  return 0;
}

因为 g_nTest1 和 g_szHello 是已初始化全局数据,而 g_nTest2 是未初始化全局数据,所以 g_nTest1 和 g_szHello 连续放在已初始化全局数据区,g_nTest2 独自放在未初始化全局数据区。

按 F10 进行单步调试,g_nTest1 的地址是 00426a30 。g_szHello 的地址是 00426a34,和 g_nTest1 是连续排列的。而 g_nTest2 的地址却是 00429e60。

在这里插入图片描述
559.png

添加常量 g_nTest = 0x13145201 在代码中


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int g_nTest1 = 0x53801204;
char g_szHello[] = "Hello";
int g_nTest2;
const int g_nTest = 0x13145201

void foo()
{
  printf("%p:", &g_nTest1);
  printf("%d\r\n", g_nTest1);
}

int main()
{
  int nTest = 999;
  printf("%p:", &nTest);
  printf("%d\r\n", nTest);

  printf("%p:", &g_nTest1);
  printf("%d\r\n", g_nTest1);

  foo();
  system("pause");
  return 0;
}

按 F10 进行单步调试,可见,初始化全局数据在一个内存空间,未初始化全局数据在一个内存空间,常量在一个内存中间。

560.png

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全局变量和常量在内存中的分布

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