分區(qū)模型

棧區(qū)

由系統(tǒng)進行內(nèi)存的管理。主要存放函數(shù)的參數(shù)以及局部變量。在函數(shù)完成執(zhí)行，系統(tǒng)自行釋放棧區(qū)內(nèi)存，不需要用戶管理。

代碼示例：

char* func(){
char p[] = "hello world!"; //在棧區(qū)存儲 亂碼
printf("%s\n", p);
return p;
}
void test(){
char* p = NULL;
p = func();  
printf("%s\n",p); 
}

結(jié)果第一次可以輸出，第二次輸出亂碼

堆區(qū)

由編程人員手動申請，手動釋放，若不手動釋放，程序結(jié)束后由系統(tǒng)回收，生命周期是整個程序運行期間。使用malloc或者new進行堆的申請。

代碼示例：

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

using namespace std;

char* func() {
char* str = (char*)malloc(100);
strcpy(str, "hello world!");
printf("%s\n", str);
return str;
}

void test01() {
char* p = NULL;
p = func();
printf("%s\n", p);
}

void allocateSpace(char* p) {
p = (char*)malloc(100);
strcpy(p, "hello world!");
printf("%s\n", p);
}

void test02() {

char* p = NULL;
allocateSpace(p);

printf("%s\n", p);
}

int main()
{
test01();
test02();
}

堆分配內(nèi)存API：

calloc

#include <stdlib.h>
void *calloc(size_t nmemb, size_t size);

• 功能：
  在內(nèi)存動態(tài)存儲區(qū)中分配nmemb塊長度為size字節(jié)的連續(xù)區(qū)域。calloc自動將分配的內(nèi)存 置0。
• 參數(shù)：
  nmemb：所需內(nèi)存單元數(shù)量
  size：每個內(nèi)存單元的大小（單位：字節(jié)）
• 返回值：
  成功：分配空間的起始地址
  失敗：NULL

realloc

#include <stdlib.h>
void *realloc(void *ptr, size_t size);

• 功能：
  重新分配用malloc或者calloc函數(shù)在堆中分配內(nèi)存空間的大小。
  realloc不會自動清理增加的內(nèi)存，需要手動清理，如果指定的地址后面有連續(xù)的空間，那么就會在已有地址基礎(chǔ)上增加內(nèi)存，如果指定的地址后面沒有空間，那么realloc會重新分配新的連續(xù)內(nèi)存，把舊內(nèi)存的值拷貝到新內(nèi)存，同時釋放舊內(nèi)存。
• 參數(shù)：
  ptr：為之前用malloc或者calloc分配的內(nèi)存地址，如果此參數(shù)等于NULL，那么和realloc與malloc功能一致
  size：為重新分配內(nèi)存的大小, 單位：字節(jié)
• 返回值：
  成功：新分配的堆內(nèi)存地址
  失敗：NULL

示例代碼：

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

void test01() {

int* p1 = (int *)calloc(10, sizeof(int));
if (p1 == NULL) {
return;
}
for (int i = 0; i < 10; i++) {
p1[i] = i + 1;
}
for (int i = 0; i < 10; i++) {
printf("%d ", p1[i]);
}
printf("\n");
free(p1);
}

void test02() {
int* p1 = (int *)calloc(10, sizeof(int));
if (p1 == NULL) {
return;
}
for (int i = 0; i < 10; i++) {
p1[i] = i + 1;
}

int* p2 = (int *)realloc(p1, 15 * sizeof(int));
if (p2 == NULL) {
return;
}

printf("P1=%d\n", p1);
printf("P2=%d\n", p2);

//打印
for (int i = 0; i < 15; i++) {
printf("%d ", p2[i]);
}
printf("\n");

//重新賦值
for (int i = 0; i < 15; i++) {
p2[i] = i + 1;
}

//再次打印
for (int i = 0; i < 15; i++) {
printf("%d ", p2[i]);
}
printf("\n");

free(p2);
}

int main()
{
test01();
test02();

return 0;
}

全局/靜態(tài)區(qū)

全局靜態(tài)區(qū)內(nèi)的變量在編譯階段已經(jīng)分配好內(nèi)存空間并初始化。

這塊內(nèi)存在程序運行期間一直存在,它主要存儲全局變量、靜態(tài)變量和常量。

例如：

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

int v1 = 10;//全局/靜態(tài)區(qū)
const int v2 = 20;//常量，一旦初始化，不可修改
static int v3 = 20; //全局/靜態(tài)區(qū)
char *p1;//全局/靜態(tài)區(qū)，編譯器默認初始化為NULL

void test() {
static int v4 = 20; //全局/靜態(tài)區(qū)
}
int main()
{
test();
return 0;
}

注意：

1. 這里不區(qū)分初始化和未初始化的數(shù)據(jù)區(qū)，是因為靜態(tài)存儲區(qū)內(nèi)的變量若不顯示初始化，則編譯器會自動以默認的方式進行初始化，即靜態(tài)存儲區(qū)內(nèi)不存在未初始化的變量。
2. 全局靜態(tài)存儲區(qū)內(nèi)的常量分為常變量和字符串常量，一經(jīng)初始化，不可修改。靜態(tài)存儲內(nèi)的常變量是全局變量，與局部常變量不同，區(qū)別在于局部常變量存放于棧，實際可間接通過指針或者引用進行修改，而全局常變量存放于靜態(tài)常量區(qū)則不可以間接修改。
3. 字符串常量存儲在全局/靜態(tài)存儲區(qū)的常量區(qū)。

關(guān)于靜態(tài)全局變量與非靜態(tài)全局變量的討論：

關(guān)于靜態(tài)全局變量與非靜態(tài)全局變量的討論，內(nèi)容過多，大家可以看下面一篇文章：
https://yangyongli.blog.csdn.net/article/details/120402589

靜態(tài)全局變量與非靜態(tài)全局變量的使用說明

1.若全局變量僅在單個C文件中訪問，則可以將這個變量修改為靜態(tài)全局變量，以降低模塊間的耦合度；

2.若全局變量僅由單個函數(shù)訪問，則可以將這個變量改為該函數(shù)的靜態(tài)局部變量，以降低模塊間的耦合度；

3.設(shè)計和使用訪問動態(tài)全局變量、靜態(tài)全局變量、靜態(tài)局部變量的函數(shù)時，需要考慮重入問題，因為他們都放在靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲區(qū)，全局可見；

4.如果我們需要一個可重入的函數(shù)，那么，我們一定要避免函數(shù)中使用static變量(這樣的函數(shù)被稱為：帶“內(nèi)部存儲器”功能的的函數(shù))

5.函數(shù)中必須要使用static變量情況:比如當某函數(shù)的返回值為指針類型時，則必須是static的局部變量的地址作為返回值，若為auto類型，則返回為錯指針。

代碼示例：

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

char* func() {
static char arr[] = "hello world!"; //在靜態(tài)區(qū)存儲 可讀可寫
arr[2] = 'c';
const char* p = "hello world!"; //全局/靜態(tài)區(qū)-字符串常量區(qū) 
//p[2] = 'c'; //只讀，不可修改 
printf("%d\n", arr);
printf("%d\n", p);
printf("%s\n", arr);
return arr;
}
void test() {
char* p = func();
printf("%s\n", p);
}

int main()
{
test();

return 0;
}

總結(jié)

數(shù)據(jù)區(qū)包括：堆，棧，全局/靜態(tài)存儲區(qū)。
全局/靜態(tài)存儲區(qū)包括：常量區(qū)，全局區(qū)、靜態(tài)區(qū)。
常量區(qū)包括：字符串常量區(qū)、常變量區(qū)。

代碼區(qū)：存放程序編譯后的二進制代碼，不可尋址區(qū)。

可以說，C/C++內(nèi)存分區(qū)其實只有兩個，即代碼區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)。