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程序数据是如何在内存中组织的 程序数据是如何在内存中组织的图片 如图,右侧是一片内存空间,地址由下往上升高。 具体参数: Kernel 代表操作系统的核心源码 1. Text(代码区): 作用:Text 区域存储程序的可执行代码,也就是程序的指令集。在 C 语言中,它包含了所有的函数体,如 main 函数、sum 函数以及程序中的字符串常量等。 特点: 只读:代码区通常是只读的,这是为了防止程序在运行时修改自己的代码,增加安全性。 不可变:一旦程序加载到内存,Text 区的内容通常不会发生变化,除非程序被重新编译。 存储结构:存储的是指令和常量数据,如字符串 "Hello world!"。 示例: int sum(int x, int y) { return x + y; }sum 函数存储在 Text 区域,它包含了程序的计算逻辑。在程序执行时,CPU 会从 Text 区读取并执行这些指令。 2. Data(数据区): 作用:Data 区域存储初始化过的全局变量和静态变量。所有在程序中显式初始化的全局变量会存储在这个区域。 特点: 初始化变量:如果你声明并初始化了全局变量,它们会被存储在 Data 区。例如 char* str = "Hello, world!"; 中的 str 就是一个全局变量。 持久性:这些变量在程序运行时会一直存在,并且在不同的函数之间共享。 示例: char* str = "Hello, world!"; // 这部分存储在Data区str 是一个初始化的全局变量,它存储在 Data 区,初始化时指向字符串 "Hello, world!"。 3. Bss(未初始化数据区): 作用:BSS 区域存储未初始化的全局变量或静态变量。它们在程序开始时没有显式地被赋值,但在程序执行时,操作系统会为它们分配零值(默认值)。 特点: 未初始化变量:在程序编译时,所有未初始化的全局变量和静态变量都会存储在 BSS 区。例如,声明一个全局变量但没有赋值,它就存储在 BSS 区。 默认值为零:BSS 区的变量在程序加载到内存时会被初始化为零或空指针(视类型而定)。 示例: int glb; // 这部分存储在BSS区,未初始化glb 是一个未初始化的全局变量,它会存储在 BSS 区,并在程序开始时默认被初始化为 0。 4. Heap(堆区): 作用:Heap 区用于动态内存分配。当程序运行时,需要分配内存时(例如通过 malloc 或 new),这些内存会被分配到堆区。程序员需要手动管理这些内存,使用 free 或 delete 来释放。 特点: 动态分配:Heap 区的内存大小是动态变化的,取决于程序运行时的内存分配需求。 管理复杂:程序员需要自行管理堆内存,否则可能会导致内存泄漏(未释放的内存)或悬挂指针(指向已释放的内存)。 示例: int* ptr = malloc(10 * sizeof(int)); // 动态分配内存,存储在Heap区通过 malloc 分配的内存会存储在 Heap 区。在此例中,ptr 指向堆区分配的内存空间。 5. Shared Libraries(共享库): 作用:Shared Libraries 区域存储程序在运行时加载的共享库。共享库包含了多个程序共享的代码,减少了内存的使用。操作系统会在程序加载时把这些共享库加载到内存中,并将它们映射到程序的地址空间中。 特点: 动态链接:共享库在程序运行时被动态链接,不同程序可以共享同一个库,节省内存。 共享代码:多个程序可以同时使用同一个库的代码,避免了重复加载。 示例: 假设程序中使用了 printf 函数,这个函数通常会从标准 C 库(如 libc)中加载。libc 就是一个共享库。 共享库的代码通常会存储在程序的内存区域中,当程序调用 printf 时,会跳转到 libc 中对应的实现。 6. Stack(栈区): 作用:Stack 区用于存储函数的局部变量、函数参数以及返回地址。当函数被调用时,栈会存储该函数的返回地址、局部变量以及其他调用信息。栈在函数调用时自动分配,并在函数返回时释放。 特点: 自动管理:栈区的内存由操作系统自动管理,程序员不需要手动分配和释放。 先进后出:栈的内存分配遵循 LIFO(后进先出)原则,每当一个函数调用时,栈会压入相应的信息;当函数返回时,栈会弹出这些信息。 溢出问题:栈的大小是有限的,如果栈空间过大(例如递归深度过深),可能会导致栈溢出(stack overflow)。 示例: void sum(int a, int b) { int c = a + b; // 局部变量c存储在栈区 }函数 sum 的参数 a、b 和局部变量 c 都存储在栈区。当函数执行时,它们会被压入栈;函数返回后,它们会从栈中弹出。 总结: Text 区存储程序的可执行代码。 Data 区存储已初始化的全局变量。 BSS 区存储未初始化的全局变量。 Heap 区存储动态分配的内存。 Shared Libraries 区存储共享库。 Stack 区存储函数的局部变量、参数和返回地址。