linuxC编程（二）数据与函数的存储类型和内存管理

本篇文章为C语言基础系列&＃xff5e;&＃xff5e;

变量的存储类型
变量的存储类型主要定义了变量的作用域&＃xff0c;连接属性&＃xff0c;存储属性。

1. 存储属性
1.1 作用域
表示该变量可以被使用的区域。分为代码块作用域&＃xff0c;函数原型作用域&＃xff0c;文件作用域。 
如对于下面的一个main.c而言&＃xff0c;var_ file作用域为整个文件main.c&＃xff0c;var_ function作用域为main函数&＃xff0c;var _code _block作用域仅为for循环的{}中。作用域不重合的两个变量可以重名。

#include
int var_file &＃61; 0;
int main()
{
    int var_function &＃61; 0;
    int i &＃61; 0;
    for (i &＃61; 0;i <10;i&＃43;&＃43;)
    {
        int var_code_block &＃61; 0;
        ...
    }
}

1.2 链接属性
主要表示该变量是否能够被外部文件所使用&＃xff0c;即链接。分为外部链接&＃xff0c;内部链接&＃xff0c;空链接。外部链接表示该变量能够被任意外部文件里的函数所使用&＃xff0c;内部链接表示该变量仅能够被文件内部的任意函数所使用。

代码块作用域和函数作用域的变量链接属性只能为空链接。 
文件作用域的变量可以默认为外部链接。当其加入static限定符时为内部链接。

外部链接和内部链接属性只有在多文件应用中才起作用。

1.3 时间属性
主要表示该变量在内存中的生存周期。分为静态周期和自动周期。静态周期的变量在程序运行期间一直在内存中存在&＃xff0c;自动周期的变量退出作用域后自动注销。 
∙∙具有文件作用域的变量具有静态周期属性&＃xff0c;与其链接属性无关。 
∙∙具有函数和代码块作用域的变量默认具有自动周期属性&＃xff0c;当其加入static限定符时&＃xff0c;具有静态周期属性

属性总结&＃xff1a; 
&＃xff08;1&＃xff09;局部变量&＃xff08;函数作用域和代码块作用域&＃xff09;&＃xff0c;全局变量&＃xff08;文件作用域&＃xff09; 
&＃xff08;2&＃xff09;局部变量一直为空链接&＃xff0c;static可以限定全局变量的链接属性 
&＃xff08;3&＃xff09;全局变量具有静态生存周期&＃xff0c;static可以限定局部变量的生存周期

2. 四种存储类型
主要由auto&＃xff0c;register&＃xff0c;static&＃xff0c;extern四种存储类型

auto
具有自动周期属性&＃xff0c;函数作用域或者代码块作用域&＃xff0c;空链接属性。 
不会自动初始化&＃xff0c;为随机值。 
在函数和代码块内部&＃xff0c;auto为默认缺省属性。&＃xff08;函数外部不缺省&＃xff01;&＃xff09;

register
使用该存储方式定义时&＃xff0c;是在请求将该变量放在寄存器中&＃xff0c;这样能够操作的更快。但这只是一个请求&＃xff0c;是否能被满足还需要考虑当时的寄存器和内存的使用情况。 
另外&＃xff0c;register不能够用来定义一些类似于double型的数据&＃xff0c;因为double占用64字节&＃xff0c;没有与之对应的寄存器可以存储。

static
作用在全局变量&＃xff08;文件作用域&＃xff0c;静态生存周期&＃xff09;上&＃xff0c;表示使其具有内部链接属性&＃xff0c;否则具有外链接属性 
作用在局部变量上&＃xff08;函数或代码块作用域&＃xff0c;空链接&＃xff09;&＃xff0c;表示使其具有静态生存周期&＃xff0c;否则具有自动生存周期 
也即&＃xff1a; 
全局变量&＃xff1a;文件作用域&＃xff0c;外链接属性&＃xff0c;静态生存周期 
局部变量&＃xff1a;局部作用域&＃xff0c;空链接属性&＃xff0c;自动生存周期 
静态全局变量&＃xff1a;文件作用域&＃xff0c;内链接属性&＃xff0c;静态生存周期 
静态局部变量&＃xff1a;局部作用域&＃xff0c;空链接属性&＃xff0c;静态生存周期

extern
作用在变量上&＃xff0c;表示声明在该变量作用域外部定义的变量&＃xff0c;适用于全局变量与局部变量

extern并不改变变量的存储属性&＃xff0c;只是在多文件编译时&＃xff0c;和链接属性共同使用

注意以下的不同&＃xff0c;extern一般只在变量声明的时候使用

extern int age &＃61; 0;//变量的定义&＃xff0c;一般不用
extern int age;//变量的声明
1
2
函数的存储类型
同变量一样&＃xff0c;函数也具有存储类型&＃xff0c;主要有两种&＃xff1a;static与extern 
static表示函数的作用域为本文件&＃xff0c;extern表示函数的作用域为任意外部文件。static函数的存在是为了增加私有性&＃xff0c;避免函数命名的冲突。 
与变量中extern只在声明时起作用不同&＃xff0c;函数的存储类型在定义和声明的时候都要显示写出&＃xff08;extern的定义和声明为缺省状态&＃xff0c;可以不写&＃xff09;

C程序运行时的内存分配
上述的四中存储类型一旦确定&＃xff0c;应用程序在执行时数据的内存分配就必须满足相应固定的规则。

操作系统中的应用程序
对于操作系统中的应用而言&＃xff0c;该规则由操作系统根据系统当时所处的状态来分配&＃xff1b;

操作系统中的C应用程序在执行时其占用的内存细分如下&＃xff1a;

代码区&＃xff1a;存放代码
数据区&＃xff1a;存放数据 
动态数据区 
堆&＃xff1a;动态内存申请区&＃xff0c;malloc/free
栈&＃xff1a;局部变量区&＃xff0c;系统自动申请自动释放
静态数据区&＃xff1a;存放全局变量&＃xff0c;静态变量&＃xff0c;常量&＃xff0c;未初始化的静态数据全部初始化为0
裸机中的应用程序
裸机中的应用程序内存分配都是由编译器和链接配置文件指定的&＃xff0c;其可能分为若干个段&＃xff0c;包括代码区&＃xff0c;堆栈区&＃xff0c;数据区&＃xff0c;常量区等的大小和地址&＃xff0c;链接后各变量和代码的详细内存分配可以查看内存的map文件&＃xff08;一般而言都可产生&＃xff09;。且代码区和常量区是放在flash的地址空间&＃xff01;&＃xff01;&＃xff01;

注&＃xff1a; 
裸机应用与操作系统应用的区别&＃xff1a; 
&＃xff08;1&＃xff09;操作系统上编译连接好的程序&＃xff08;如.exe&＃xff09;存放在磁盘中&＃xff0c;执行时首先将代码复制到内存&＃xff08;SDRAM&＃xff09;中&＃xff0c;然后由操作系统为该应用开辟一个进程&＃xff0c;并分配内存。程序中可使用标准C库malloc等动态分配内存的函数 
&＃xff08;2&＃xff09;裸机上的应用由于没有操作系统的管理&＃xff0c;其下载好的代码存放在Flash里&＃xff0c;在执行的时候直接从flash里读取命令&＃xff08;没有复制到SDRAM这一步&＃xff0c;除了中断向量表等对响应速度要求特别高的代码以外&＃xff09;。常量也是存在flash里。由于无操作系统&＃xff0c;故无法在裸机中正常使用malloc函数。若非要使用malloc也可以&＃xff0c;不过需要在使用之前先使用stdlib.h中的以下函数指定动态分配空间的内存位置和大小。

void init_mempool (void _MALLOC_MEM_ *p, unsigned int size);//起始地址和大小
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不过一般不推荐这样使用&＃xff0c;因为采用malloc函数动态申请的时候会产生内存碎片&＃xff0c;这对于RAM本来就特别稀缺的单片机来说非常不可取&＃xff01;应该是自己写一个动态内存分配的函数&＃xff01;&＃xff01;&＃xff01;
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作者&＃xff1a;遍地流金 
来源&＃xff1a;CSDN 
原文&＃xff1a;https://blog.csdn.net/u012177034/article/details/52299887 
版权声明&＃xff1a;本文为博主原创文章&＃xff0c;转载请附上博文链接&＃xff01;