存储类别、链接和内存管理（三）面试官有问你堆与栈吗？

1、堆

在内存的全局存储空间中，用于程序动态分配和释放的内存块称为自由存储空间，通常也称之为堆。

在C程序中，我们用malloc和free函数来从堆中动态地分配和释放内存。

这里需要提醒基础不好的同学，

第九行，*p打印出p的值对应的存储单元的数据；

如果是p，则打印p的值（是个地址，指针变量存放的值是个地址）。

这个值每次打印都不一样。

2.栈

栈是用来存放局部变量、函数的参数以及调用函数和被调用函数的联系的内存池。它是一种先进后出的压入弹出式的数据结构。栈内存由编译器在需要的时候自动分配，在不需要的时候自动销毁的变量。

3.free函数的重要性

静态内存的数量在编译时是固定的，在程序运行期间也不会改变。自动变量使用的内存数量在程序执行期间自动增加或减少。但是动态分配的内存数量只会增加，除非用 free()进行释放。内存不进行释放，会造成内存泄漏，甚至可能会导致系统崩溃。

free函数的用处在于实时地执行回收内存的操作，如果程序很简单，程序结束之前也不会使用过多的内存，不会降低系统的性能，那么也可以不用写free函数去释放内存。程序结束之后，操作系统会完成释放功能。

但是在开发大型程序时如果不写free函数去释放内存，后果是很严重的。如果程序要重复10000次10MB的内存分配，如果每次用完都释放，那程序只需要10MB就行了，但是如果不适用free函数释放，那么程序就要使用100G内存。这其中包括绝大部分的虚拟内存，而由于虚拟内存的操作需要读写磁盘，这会极大地影响系统性能，系统可能因此崩溃。

总结

存储类别和动态内存分配有何联系？我们来看一个理想化模型。可以认为程序把它可用的内存分为3部分：一部分供具有外部链接、内部链接和无链接的静态变量（static）使用；一部分供自动变量使用；一部分供动态内存分配。

静态存储类别所用的内存数量在编译时确定，只要程序还在运行，就可访问储存在该部分的数据。该类别的变量在程序开始执行时被创建，在程序结束时被销毁。

然而，自动存储类别的变量在程序进入变量定义所在块时存在，在程序离开块时消失。因此，随着程序调用函数和函数结束，自动变量所用的内存数量也相应地增加和减少。这部分的内存通常作为栈来处理，这意味着新创建的变量按顺序加入内存，然后以相反的顺序销毁。

动态分配的内存在调用 malloc()或相关函数时存在，在调用 free()后释放。这部分的内存由程序员管理，而不是一套规则。所以内存块可以在一个函数中创建，在另一个函数中销毁。正是因为这样，这部分的内存用于动态内存分配会支离破碎。也就是说，未使用的内存块分散在已使用的内存块之间。另外，使用动态内存通常比使用栈内存慢。总而言之，程序把静态对象、自动对象和动态分配的对象储存在不同的区域。

本期的内容结束~主要介绍了存储类别、内存管理。

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