C程式儲存結構

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使用windows平台MinGW版本的GCC編譯器，對以下程式碼片段進行了編譯，探究各個變數在記憶體中的儲存位置：

（不同的機器、不同的作業系統的GCC版本可能有差異，因此結論不具有普遍適用性，具體情況需要編譯執行此代碼自行分析）

 

程式碼片段：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int k1 = 1;
int k2;
static int k3 = 2;
static int k4;
int main()
{
  static int m1 = 2, m2;
  int i = 1;
  char *p, *p2;
  char str[10] = "hello";
  char *q = "hello";
  p = (char *)malloc(100);
  p2 = (char *)malloc(100);
  free(p);
  free(p2);
  printf("棧區-變數地址 i:%p\n", &i);
  printf("棧區-變數地址 p:%p\n", &p);
  printf("棧區-變數地址 str:%p\n", str);
  printf("棧區-變數地址 q:%p\n", &q);
  printf("堆區-動態申請 p: %p\n", p);
  printf("堆區-動態申請 p2: %p\n", p2);
  printf("全域外部有初值 k1: %p\n", &k1);
  printf("全域外部無初值 k2: %p\n", &k2);
  printf("靜態外部有初值 k3: %p\n", &k3);
  printf("靜態外部無初值 k4: %p\n", &k4);
  printf("內靜態有初值 m1: %p\n", &m1);
  printf("內靜態無初值 m2: %p\n", &m2);
  printf("文字常量地址 : %p, %s\n", q, q);
  printf("程式區地址 : %p\n", &main);
  return 0;
}

 

運行結果：

 

分析：

（在儲存程式之前編譯器應該還要進行預先處理進行宏替換等，因為沒有詳細讀過《編譯原理》，暫不討論）

1. 編譯器先儲存程式內容，所以程式區在記憶體的地址最小；

2. 編譯器優先儲存已經賦值初始化的全域變數和靜態變數：按照全域外部變數->靜態外部變數->靜態內部變數的順序依次儲存；

3. 編譯器儲存過已經賦值初始化的全域變數和靜態變數後，開始處理並儲存文字常量；

4. 編譯器處理並儲存文字常量後，開始儲存沒有賦初始值的全域變數和靜態變數：按照靜態外部變數->靜態內部變數->全域外部變數的順序依次儲存；

5. 將方法的局部變數入棧（因為討論變數，方法的地址指標暫不討論）。因為棧的儲存規律是後進先出，所以最後定義的變數先入棧，即存在較小的地址，所以也可以推出程式執行時的記憶體定址是由低到高。

6. 最後將動態申請的變數按先進先出的順序存入堆區。

 

總結如所示：

 

 

原始碼和右側的文字來源：http://www.runoob.com/cprogramming/c-variables.html 的文章評論區，對程式碼片段增加了一個堆區的記憶體配置(char *p2)，探討堆記憶體的記憶體配置規律。

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