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C程序的内存空间布局（栈、堆、数据区、常量区、代码区）

编程日记 2024-01-24 22:09:56

C程序的内存空间布局

补充：内存地址和内存空间

内存地址是一个编号，通常由16进制表示，它代表一个内存空间。在计算机中存储器的容量是以字节为基本单位的，也就是说一个内存地址代表一个字节（8bit）的存储空间，即按字节寻址。

假设一个int类型的变量x占用4个字节，则会占用4个连续的内存空间，x的内存地址则为第一个内存空间的地址。

对于32位操作系统，内存地址长度为32位，则可以表示2的32次方个内存空间（可寻址空间），即4GB；

计算：2^32 * 1B = 2^32B = 2^22 KB = 2^12 MB = 2^2 GB = 4GB

对于64位操作系统，内存地址长度为64位，则可以表示2的64次方个内存空间（16777216TB）；但实际上，主板和CPU的限制导致一般的电脑所支持的内存最大只有16GB而已。

C程序（例如a.out）运行时会被加载入内存中，而这个内存一般分为五个分区：栈区、堆区、数据区、常量区、代码区。

在这里插入图片描述

动态区

动态区的内容会根据执行情况而动态变化。

栈区

栈（stack）是用户存放程序临时创建的局部变量，在函数被调用时，其参数也会被压入发起调用的进程栈中，并且等调用结束后，函数的返回值也会被存放在回栈中。

栈的大小：最大大小由编译时确定，不会太大。
释放和分配：由编译器自动分配释放，由操作系统自动管理，无须手动管理。
栈区地址：由高地址向低地址生长。
若越界访问则会出现段错误（Segmentation Fault）
若多次递归调用增加栈帧导致越界则会出现栈溢出（Stack Overflow）

栈的大小可以通过ulimit命令查看：

ulimit -s # 只查看stack的大小
ulimit -a # 查看当前所有的资源限制，stack 字段，单位Kbytes

在这里插入图片描述
可以看到栈的大小默认为8192KB，即8M；

代码示例

int main() {
    int x =10;  // 栈存储
    int y = 20; // 栈存储
    
    return 0;
}

堆区

堆区存放：程序运行中动态存储分配的空间
堆区大小：视内存大小而定，由程序员进行分配。
堆区地址：由低地址向高地址生长

代码示例

int main() {
    int x =10;  // 栈分配
    int y = 20; // 栈分配
    char *p = (char*)malloc(256); //堆分配
    
    return 0;
}

静态区

静态区的内容在整个程序的生命周期内都存在，由编译器在编译的时候分配。

数据区

根据数据是否被初始化又分为：bss段与data段。

未初始化数据段（bss）

通常将此段称为bss段，这一名称来源于早期汇编程序的一个操作符，意思是block started by symbol（由符号开始的块）。

存放未初始化的全局变量，属于静态内存分配。在程序开始执行之前，内核将此段初始化为0。

代码示例

long sum[1000]; // 此变量存放在非初始化数据段中

int main(void) {
    // ...
    return 0;
}

已初始化数据段（data）

存放已初始化的全局变量和静态变量，属于静态内存分配，其内容由程序初始化。

代码示例

float PI= 3.14f; // 此变量以初值存放在初始化数据段中

int main(void) {
    // ...
    return 0;
}

常量区

常量区存放字符串常量、const修饰的全局变量。程序运行期间，常量区的内容不可以被修改。

代码区

代码区（text），又叫：正文段、代码段。

通常是用来存放程序执行代码的一块内存区域。这部分区域的大小在程序运行前就已经确定，并且内存区域通常属于只读，某些架构也允许代码段为可写，即允许修改程序。

栈的地址测试

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

int main() {
    
    int x = 10; // 栈分配
    int y = 10; // 栈分配

    int *p = &x; // 栈分配

    printf("&x = %p\n", &x);
    printf("&y = %p\n", &y);
    printf("&p = %p\n", &p);

    exit(0);
}

打印结果：

&x = 0x7ffd1ce3e33c
&y = 0x7ffd1ce3e338
&p = 0x7ffd1ce3e330

可以看到x，y，p的地址从高向低依次排列。

堆的测试地址

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

int main() {
    int x = 10;
    int y = 10;

    int *p = &x;
    char *q = (char *)malloc(256 * sizeof(char)); // 堆上分配

    printf("&x = %p\n", &x);
    printf("&y = %p\n", &y);
    printf("&p = %p\n", &p);
    printf("q = %p\n", q);
	
    free(q);
    exit(0);
}

打印结果：

&x = 000000000061FE14
&y = 000000000061FE10
&p = 000000000061FE08
q = 0000000000DD6930

可以看到分配在堆区的q的地址在其他三个的低处，且距离较远。

静态区演示

#include <stdio.h>
// 数据区：data段
char m = 'a';
char n = 'a';

// 数据区：bss段
char arr1[10];

// 数据区：data段
char static MAX = 'a';
// 数据区：bss段
char static MIN;

void test() {
    // 栈区
    int x, y;
    
    // 常量区
    const int z = 10;
    
    // 数据区：data段
    static char a = 'a';
    // 数据区：bss段
    static char b;

    // "Hello World"在常量区
    // p在栈区
    const char *p = "Hello World";

    // "123456"和arr均在栈区，且地址相同
    char arr2[] = "123456";
}

int main(void) {
    test();
    return 0;
}

# Linux系统编程入门c语言性能优化开发语言

https://www.dkcj.cn/info/827.html

并发编程下的集合：数组寻址、LinkedList、HashMap、ConcurrentHashMap

如果发现hash取模后的数组索引位下无元素则直接新增，若不是空那就说明存在hash冲突，则判断数组索引位链表结构中的第一个元素的key以及hash值是否与新的key一致则直接覆盖，若不一致则判断当前的数组索引下的链表结构是否为红黑树，若为红黑树则走红黑树的新增方法，若不为红黑树则遍历当前链表结构，遍历中发现某个节点元素的next为null是则直接将新元素指针与next进行关联，若在遍历到next为空前判断到，某个节点的key以及key的hash值与新的key与新的keyhash值一致时则走覆盖。

编程日记2024/09/26 16:30:42

【日常开发之Windows共享文件】Java实现Windows共享文件上传下载

下拉框选择你选择的用户点击添加，然后共享确定。创建一个文件夹然后点击属性界面，点击共享。maven版本存在于SMB协议的兼容问题。首先开启服务，打开控制面板点击程序。点击启用或关闭Windows功能。我这边是专门创建了一个用户。SMB1.0选中红框内的。

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rust wasm入门

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本教程的目标是创建一个简单的购物清单应用程序。我们希望允许添加和删除购物清单中的项目。在编写代码之前，我们必须首先了解 Iced 构建的结构：Elm 架构。它是 GUI 库使用的架构，最初用于 Elm 编程语言。它的核心原则很简单。它围绕三个概念构建：模型、视图和更新。

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注解annotation

Kubernetes的系统组件（例如，kube-scheduler、kube-controller-manager、kube-apiserver、kubectl 或其他第三方组件）向用户的Kubernetes对象添加注解时，必须指定一个前缀。注解（annotation）可以用来向 Kubernetes 对象的 metadata.annotations 字段添加任意的信息。除了使用注解，您也可以将这类信息存放在一个外部的数据库，然而，在使用、分享这些信息的时候，可能会变得难以管理。

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Rust XTask 模式介绍与应用

XTask（扩展任务）是一种在Rust项目中定义和执行自定义构建任务的方式。它通过创建一个独立的Rust库或二进制项目来封装这些任务，利用Rust语言的强类型、安全性和跨平台能力，使得构建流程更加健壮、可读和可维护。

编程日记2024/09/26 16:30:22

ModuleNotFoundError: No module named ‘qcloud_cos‘

是腾讯云提供的一个Python SDK，用于与腾讯云对象存储（COS）服务进行交互。使用pip安装qcloud_cos报以下错误。这个错误表示Python无法找到名为。

编程日记2024/05/29 16:00:03

需要在method方法被调用之后，仅打印出a=100,b=200,请写出method方法的代码

通常，此流对应于显示器输出或者由主机环境或用户指定的另一个输出目标。通常，此流对应于键盘输入或者由主机环境或用户指定的另一个输入源。public static final PrintStream err“标准”错误输出流。PrintStream 是打印输出流，它继承于FilterOutputStream。第二个用的是用的是char类型，根本不是方法，当要输出方法体的时候，会给你遍历数组。通常，此流对应于显示器输出或者由主机环境或用户指定的另一个输出目标。诡异的是，如果错了，面试官对你说了一句：你回去看看，

编程日记2024/03/19 23:00:02

一个合格的Java选手必须要掌握的并发锁知识

Java内置锁：基于Java语法层面(关键词)实现的锁，主要是根据Java语义来实现，最典型的应用就是synchronized。Java显式锁：基于JDK层面实现的锁，主要是根据基于Lock接口和ReadWriteLock接口，以及统一的AQS基础同步器等来实现，最典型的有ReentrantLock。使用方式：synchronized关键字互斥锁主要有作用于对象方法上面，作用于类静态方法上面，作用于对象方法里面，作用于类静态方法里面等4种方式。

编程日记2024/02/15 23:30:03

Integer.toHexString(b & 0xff)理解以及& 0xff什么意思

首先toHexString传的参数应该是int类型32位，此处传的是byte类型8位，所以前面需要补24个0。然后& 0xff 就是把前面24个0去掉只要后8位。toHexString(b & 0xff)相当于做了一次位的与运算，将前24位字符省略，将后8位保留。是两个十六进制的数,每个f用二进制表示是1111,所以占四位（bit）,两个f（）占八位（bit），八位（bit）也就是一个字节（byte）.这个方法是把字节（转换成了int）以16进制的方式显示。我的理解是这样，如有不对欢迎指正！

编程日记2024/02/14 01:00:01

C语言常见面试题：什么是变量？变量有哪些作用？

变量是编程中的一个基本概念，其定义和用法因编程语言和上下文而异。但通常来说，变量是用于存储数据的容器，这些数据可以是数字、文本、布尔值等。总的来说，变量在编程中扮演着重要的角色，它们使得我们能够有效地存储、操作和使用数据。不同的编程语言和上下文可能会对变量的具体定义和使用方式有所不同，但上述作用是通用的。总的来说，变量和常量都是编程中重要的概念，它们各自有其特定的用途和特性。在编程中正确地使用它们可以帮助我们更好地组织和控制程序的行为。变量和常量在编程中都是重要的概念，但它们之间存在明显的区别。

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使用JavaScript实现复杂功能：一个完整的电商网站搜索功能

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上位机图像处理和嵌入式模块部署（qt插件的使用）

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NRF24L01模块传输MPU6050数据，接收端数据一直为0问题记录

问题描述：一、发射端1、正确配置NRF模块，以及测试过能够正常通信，在发射端的发射线程中进行了如下操作2、这里是获取了陀螺仪的x轴数据，将其而分为两个8位的数据存入发送缓冲区中。因为一个陀螺仪x轴数据是16位的，所以对其进行了拆分，这里只获取gyro的x轴数据进行发送，目的是进行测试。3、这个是发送函数，只要把发送缓冲区的地址作为参数传入就可以发送了。二、接收端1、接收端的NRF24L01模块也正确配置后，在接收线程中进行如下操作2、读取NRF传输过来的数据，存到接收BUF中，然后打印

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Java中的四种访问权限（private,public,protected,无修饰）

/实体类属性和数据库字段名称不一致//实体类属性和数据库字段名称不一致return id;return age;emp.test();//直接调用public修饰的变量//private修饰的变量进行赋值//调用private修饰的变量1、public修饰符定义的属性和方法通过对象实例化进行调用，2、private修饰的属性通过set、get方法进行调用。

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Java中的方法重载和方法重写有什么区别？

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前端JS代码中Object类型数据的相关知识

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Rust之旅 - Rust概念、Windows安装、环境配置

本章节介绍Rust概念、Windows安装、环境配置以及最初级的语法。至此，我们就成功的构建了一个Rust程序，并成功在Visual Studio Code里运行了这个程序，万事俱备，我们就可以开始Rust之旅了。资料获取，更多粉丝福利，关注下方公众号获取。

编程日记2024/01/19 15:09:58

C语言中常用的字符串处理函数和内存操作函数

`memmove(void *destination, const void *source, size_t num)`：将`source`指向的内存块的前`num`个字节移动到`destination`所指向的内存块，即使内存块有重叠部分。返回指向`destination`的指针。- `memcpy(void *destination, const void *source, size_t num)`：将`source`指向的内存块的前`num`个字节复制到`destination`所指向的内存块。

编程日记2024/01/19 15:07:41

一键式Excel分词统计工具：如何轻松打包Python脚本为EXE

最近，表姐遇到了一个挑战：需要从Excel文件中统计出经过分词处理的重复字段，但由于数据隐私问题，这些Excel文件不能外传。这种情况下，直接使用Excel内置功能好像是行不通的，需要借助Python脚本来实现。为了解决这个问题，我写了一个简单的数据分析和自动化办公脚本，以方便使用。想象一下，即使电脑上没有安装Python，也能通过一个简单的EXE文件轻松完成工作，这是多么方便！因此，我决定不仅要写出这个脚本，还要学会如何将其打包成一个独立的EXE文件。这样，无需Python环境的电脑也能直接运行它

编程日记2024/01/18 21:39:56

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C程序的内存空间布局

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栈的地址测试

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静态区演示

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