局部变量、全局变量、堆、堆栈、静态和全局
单片机C语言 必知的数据存储与程序编写知识 附单片机应用编程知识介绍
一、五大内存分区内存分成5个区，它们分别是堆、栈、自由存储区、全局/静态存储区和常量存储区。
1、栈区（StaCk）：FIFo就是那些由编译器在需要的时候分配，在不需要的时候自动清除的变量的存储区。
里面的变量通常是局部变量、函数参数等。
2、堆区（heap）：就是那些由new分配的内存块，它们的释放编译器不去管，由我们的应用程序去控制，一般一个new就要对应一个delete。
如果程序员没有释放掉，那么在程序结束后，操作系统会自动回收。
3、自由存储区：就是那些由malloc等分配的内存块，它和堆是十分相似的，不过它是用free 来结束自己的生命。
4、全局/静态存储区：全局变量和静态变量被分配到同一块内存中，在以前的C语言中，全局变量又分为初始化的和未初始化的，在C++里面没有这个区分了，他们共同占用同一块内存区。
5、常量存储区：这是一块比较特殊的存储区，它们里面存放的是常量，不允许修改（当然，你要通过非正当手段也可以修改，而且方法很多）code/data/stack内存主要分为代码段，数据段和堆栈。
代码段放程序代码，属于只读内存。
数据段存放全局变量，静态变量，常量等，堆里存放自己malloc或new出来的变量，其他变量就存放在栈里，堆栈之间空间是有浮动的。
数据段的内存会到程序执行完才释放。
调用函数先找到函数的入口地址，然后计算给函数的形参和临时变量在栈里分配空间，拷贝实参的副本传给形参，然后进行压栈操作，函数执行完再进行弹栈操作。
字符常量一般放在数据段，而且相同的字符常量只会存一份。
二、C语言程序的存储区域1、由C语言代码（文本文件）形成可执行程序（二进制文件），需要经过编译-汇编-连接三个阶段。
编译过程把C语言文本文件生成汇编程序，汇编过程把汇编程序形成二进制机器代码，连接过程则将各个源文件生成的二进制机器代码文件组合成一个文件。
2、C语言编写的程序经过编译-连接后，将形成一个统一文件，它由几个部分组成。
C语言中的32个关键字
1. auto用来声明自动变量。
可以显式的声明变量为自动变量。
只要不是声明在所有函数之前的变量，即使没加auto关键字，也默认为自动变量。
并且只在声明它的函数内有效。
而且当使用完毕后，它的值会自动还原为最初所赋的值。
自动变量使用时要先赋值，因为其中包含的是未知的值。
例：auto int name=1;2. static用来声明静态变量。
可以显式的声明变量为静态变量。
也为局部变量。
只在声明它的函数内有效。
它的生命周期从程序开始起一直到程序结束。
而且即使使用完毕后，它的值仍旧不还原。
即使没有给静态变量赋值，它也会自动初始化为0.例：static int name=1.3.extern用来声明全局变量。
同时声明在main函数之前的变量也叫全局变量。
它可以在程序的任何地方使用。
程序运行期间它是一直存在的。
全局变量也会初始化为0.例：extern int name；4.register用来声明为寄存器变量。
也为局部变量，只在声明它的函数内有效。
它是保存在寄存器之中的。
速度要快很多。
对于需要频繁使用的变量使用它来声明会提高程序运行速度。
例：register int name=1;5.int用来声明变量的类型。
int为整型。
注意在16位和32位系统中它的范围是不同的。
16位中占用2个字节。
32位中占用4个字节。
还可以显式的声明为无符号或有符号：unsigned int signed int .有符号和无符号的区别就是把符号位也当作数字位来存储。
也可用short和long来声明为短整型，或长整行。
例：(lai sheng ming wei duan zheng xing _huo chang zheng xing _li _)int num; c语言关键字6.float用来声明变量的类型。
float为浮点型，也叫实型。
它的范围固定为4个字节。
其中6位为小数位。
其他为整数位。
例：float name;7.double用来声明为双精度类型。
堆栈及静态数据区详解
堆、栈及静态数据区详解五大内存分区在C++中，内存分成5个区，他们分别是堆、栈、自由存储区、全局/静态存储区和常量存储区。
栈，就是那些由编译器在需要的时候分配，在不需要的时候自动清楚的变量的存储区。
里面的变量通常是局部变量、函数参数等。
堆，就是那些由new分配的内存块，他们的释放编译器不去管，由我们的应用程序去控制，一般一个new就要对应一个delete。
如果程序员没有释放掉，那么在程序结束后，操作系统会自动回收。
自由存储区，就是那些由malloc等分配的内存块，他和堆是十分相似的，不过它是用free 来结束自己的生命的。
全局/静态存储区，全局变量和静态变量被分配到同一块内存中，在以前的C语言中，全局变量又分为初始化的和未初始化的，在C++里面没有这个区分了，他们共同占用同一块内存区。
常量存储区，这是一块比较特殊的存储区，他们里面存放的是常量，不允许修改（当然，你要通过非正当手段也可以修改，而且方法很多）明确区分堆与栈在bbs上，堆与栈的区分问题，似乎是一个永恒的话题，由此可见，初学者对此往往是混淆不清的，所以我决定拿他第一个开刀。
首先，我们举一个例子：void f() { int* p=new int[5]; }这条短短的一句话就包含了堆与栈，看到new，我们首先就应该想到，我们分配了一块堆内存，那么指针p呢？他分配的是一块栈内存，所以这句话的意思就是：在栈内存中存放了一个指向一块堆内存的指针p。
在程序会先确定在堆中分配内存的大小，然后调用operator new分配内存，然后返回这块内存的首地址，放入栈中，他在VC6下的汇编代码如下：00401028 push 14h0040102A call operator new (00401060)0040102F add esp,400401032 mov dword ptr [ebp-8],eax00401035 mov eax,dword ptr [ebp-8]00401038 mov dword ptr [ebp-4],eax这里，我们为了简单并没有释放内存，那么该怎么去释放呢？是delete p么？澳，错了，应该是delete []p，这是为了告诉编译器：我删除的是一个数组，VC6就会根据相应的Cookie 信息去进行释放内存的工作。
堆与栈,静态变量和全局变量的区别
堆与栈，静态变量和全局变量的区别堆与栈，静态变量和全局变量的区别对和栈的主要的区别由以下几点：1、管理方式不同；2、空间大小不同；3、能否产生碎片不同；4、生长方向不同；5、分配方式不同；6、分配效率不同；管理方式：对于栈来讲，是由编译器自动管理，无需我们手工控制；对于堆来说，释放工作由程序员控制，容易产生memory leak。
空间大小：一般来讲在32位系统下，堆内存可以达到4G的空间，从这个角度来看堆内存几乎是没有什么限制的。
但是对于栈来讲，一般都是有一定的空间大小的，例如，在VC6下面，默认的栈空间大小是1M（好像是，记不清楚了）。
当然，我们可以修改：打开工程，依次操作菜单如下：Project->Setting->Link，在Category 中选中Output，然后在Reserve中设定堆栈的最大值和commit。
注意：reserve最小值为4Byte；commit是保留在虚拟内存的页文件里面，它设置的较大会使栈开辟较大的值，可能增加内存的开销和启动时间。
碎片问题：对于堆来讲，频繁的new/delete势必会造成内存空间的不连续，从而造成大量的碎片，使程序效率降低。
对于栈来讲，则不会存在这个问题，因为栈是先进后出的队列，他们是如此的一一对应，以至于永远都不可能有一个内存块从栈中间弹出，在他弹出之前，在他上面的后进的栈内容已经被弹出，详细的可以参考数据结构，这里我们就不再一一讨论了。
生长方向：对于堆来讲，生长方向是向上的，也就是向着内存地址增加的方向；对于栈来讲，它的生长方向是向下的，是向着内存地址减小的方向增长。
分配方式：堆都是动态分配的，没有静态分配的堆。
栈有2种分配方式：静态分配和动态分配。
静态分配是编译器完成的，比如局部变量的分配。
动态分配由alloca函数进行分配，但是栈的动态分配和堆是不同的，他的动态分配是由编译器进行释放，无需我们手工实现。
分配效率：栈是机器系统提供的数据结构，计算机会在底层对栈提供支持：分配专门的寄存器存放栈的地址，压栈出栈都有专门的指令执行，这就决定了栈的效率比较高。
华为非编程类笔试题
华为非编程类笔试题
1.static有什么用途？(请至少说明两种）
1)在函数体，一个被声明为静态的变量在这一函数被调用过程中维持其值不变。
2)在模块内(但在函数体外），一个被声明为静态的变量能够被模块内所用函数訪问，但不能被模块外其他函数訪问。
它是一个本地的全局变量。
3)在模块内，一个被声明为静态的函数仅仅可被这一模块内的其他函数调用。
那就是，这个函数被限制在声明它的模块的本地范围内使用
2.引用与指针有什么差别？
1)引用必须被初始化，指针不必。
2)引用初始化以后不能被改变，指针能够改变所指的对象。
3)不存在指向空值的引用，可是存在指向空值的指针。
3.描写叙述实时系统的基本特性
在特定时间内完毕特定的任务，实时性与可靠性。
4.全局变量和局部变量在内存中是否有差别？假设有，是什么差别？
全局变量储存在静态全局数据段，局部变量在堆栈。
5.什么是平衡二叉树？
左右子树都是平衡二叉树且左右子树的深度差值的绝对值不大于1。
6.堆栈溢出通常是由什么原因导致的？
没有回收垃圾资源。
7.什么函数不能声明为虚函数？
constructor函数不能声明为虚函数。
8.冒泡排序算法的时间复杂度是什么？时间复杂度是O(n^2)。
9.写出floatx与“零值”比較的if语句。
if(x>0.000001＜-0.000001)。
c语言的内存结构
c语言的内存结构C语言是一种高级编程语言，但实际上在计算机中运行时，C语言程序会被编译成可执行文件，然后在计算机内存中运行。
因此，了解C 语言的内存结构对于理解C程序的运行及性能优化至关重要。
C语言的内存结构主要可以分为以下几个部分：栈（Stack）、堆（Heap）、全局内存（Global Memory）和代码区（Code Segment）。
首先是栈（Stack），栈是一种自动分配和释放内存的数据结构。
它用于存储局部变量、函数参数和函数调用信息等。
栈的特点是后进先出（LIFO），也就是最后进入的数据最先被释放。
栈的大小在程序运行时是固定的，一般由编译器设置。
栈的操作速度较快，但内存空间有限。
其次是堆（Heap），堆是一种动态分配和释放内存的数据结构。
它用于存储动态分配的变量、数据结构和对象等。
堆的大小一般由操作系统管理，并且可以在运行时进行动态扩展。
堆的操作相对较慢，因为需要手动分配和释放内存，并且容易产生内存碎片。
全局内存（Global Memory）是用于存储全局变量和静态变量的区域。
全局变量在程序的生命周期内都存在，并且可以在多个函数之间共享。
静态变量作用于其所在的函数内，但是生命周期与全局变量相同。
全局内存由编译器进行分配和管理。
代码区（Code Segment）存储了程序的指令集合，它是只读的。
在程序运行时，代码区的指令会被一条一条地执行。
代码区的大小由编译器决定，并且在程序执行过程中不能修改。
此外，C语言还具有特殊的内存区域，如常量区和字符串常量区。
常量区用于存储常量数据，如字符串常量和全局常量等。
常量区的数据是只读的，且在程序的整个生命周期内存在。
字符串常量区是常量区的一个子区域，用于存储字符串常量。
在C语言中，内存分配和释放是程序员的责任。
通过使用malloc和free等函数，程序员可以在堆中动态地分配和释放内存，从而灵活地管理程序的内存使用。
不过，应当注意避免内存泄漏和野指针等问题，以免出现内存错误和性能问题。
内存中堆栈的划分
栈和堆的区别 (转) 终于知道区别了(2007-09-12 08:50:49)转载标签：IT/科技一个由 c/C++ 编译的程序占用的内存分为以下几个部分：1 、栈区（ stack ）—由编译器自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量的值等。
其操作方式类似于数据结构中的栈。
2 、堆区（ heap ）—一般由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时可能由 OS 回收。
注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表，呵呵。
3 、全局区（静态区）（ static ）—全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的全局变量和静态变量在一块区域，未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。
程序结束后由有系统释放。
4 、文字常量区—常量字符串就是放在这里的。
程序结束后由系统释放。
5 、程序代码区—存放函数体的二进制代码。
例子程序：这是一个前辈写的，非常详细//main.cppint a = 0; //全局初始化区char *p1; //全局未初始化区main（）{int b; 栈char s[] = "abc"; //栈char *p2; //栈char *p3 = "123456"; //123456在常量区，p3在栈上。
static int c =0; //全局（静态）初始化区p1 = （char *）malloc（10）;p2 = （char *）malloc（20）; //分配得来得10和20字节的区域就在堆区。
strcpy（p1, "123456"）; //123456放在常量区，编译器可能会将它与p3所指向的"123456"优化成一个地方。
}栈：在 Windows 下，栈是向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存的区域。
这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的，在 WINDOWS 下，栈的大小是 2M （也有的说是 1M ，总之是一个编译时就确定的常数），如果申请的空间超过栈的剩余空间时，将提示 overflow 。
c语言中变量的存储类别
一.C语言中，从变量的作用域角度来分，可以分为全局变量和局部变量。
二.变量值存在的时间角度来分，可以分为静态存储方式和动态存储方式。
所谓静态存储方式是指在程序运行期间有系统分配固定的存储空间的方式。
而动态存储方式则是在程序运行期间根据需要进行动态的分配存储空间的方式。
具体包含4种：自动的(auto),静态的(static),寄存器的(register),外部的(extern)。
1. 自动的(auto)在调用函数时系统会给他们分配存储空间，在函数调用结束时就自动释放这些存储空间，这类局部变量称为自动变量。
2. 静态的(static)为了满足局部变量的值在函数调用结束后不消失而且保留原值，既占用的存储单元不释放，就出现了静态的局部变量，用static来声明的局部变量。
局部变量的特点：(1)相对自动变量(即动态局部变量)，在程序的运行期间都占用静态存储区，直到程序结束才释放该存储区。
(2)静态局部变量只是在程序编译时赋初值，以后每次调用时不再重新赋初值，而只是保留上次函数调用结束时的值。
动态局部变量编译时不赋初值，直到程序调用时才给变量赋值，每次调用都要赋初值。
(3)在定义局部变量时不赋初值的话，则对静态局部变量来说，编译时会自动赋初值0或空字符。
而对动态局部变量，不赋初值则它的值是一个不确定的值，因为动态变量每次都要自动分配存储空间，存储空间的值是不固定的。
(4)静态局部变量在函数调用结束后不释放，但其他函数是不能调用的。
3．寄存器的(register)为了提高程序的执行效率，对一些运算频繁的变量定义为寄存器变量可以节省每次程序执行时的内存读取，大大节省了时间，提高了效率。
寄存器的一些特点：(1)寄存器变量的特点程序运行时分配寄存器存储空间，结束时释放。
这个特点限定了只能把局部自动变量和形式参数定义为寄存器变量。
(2)局部静态变量不能定义为寄存器变量。
4. 外部的(extern)外部变量是在函数的外部定义的全局变量，他的作用是从变量的定义初开始，到本程序文件的末尾。
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局部变量、全局变量、堆、堆栈、静态和全局【】
预备知识—程序的内存分配
一个由C/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分
∙栈区（stack）—由编译器自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量的值等。
其操作方式类似于数据结构中的栈。
∙堆区（heap）—一般由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收。
注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表。
∙全局区（静态区）（static）—，全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的全局变量和静态变量在一块区域，未初始化的全局变量、未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。
- 程序结束后有系统释放
∙文字常量区—常量字符串就是放在这里的。
程序结束后由系统释放
∙程序代码区—存放函数体的二进制代码。
一个正常的程序在内存中通常分为程序段、数据端、堆栈三部分。
程序段里放着程序的机器码、只读数据，这个段通常是只读，对它的写操作是非法的。
数据段放的是程序中的静态数据。
动态数据则通过堆栈来存放。
在内存中，它们的位置如下：
+------------------+ 内存低端
| 程序段|
|------------------|
| 数据段|
|------------------|
| 堆栈|
+------------------+ 内存高端
堆栈是内存中的一个连续的块。
一个叫堆栈指针的寄存器（SP）指向堆栈的栈顶。
堆栈的底部是一个固定地址。
堆栈有一个特点就是，后进先出。
也就是说，后放入的数据第一个取出。
它支持两个操作，PUSH和POP。
PUSH是将数据放到栈的顶端，POP是将栈顶的数据取出。
在高级语言中，程序函数调用、函数中的临时变量都用到堆栈。
为什么呢？因为在调
用一个函数时，我们需要对当前的操作进行保护，也为了函数执行后，程序可以正确的找到地方继续执行，所以参数的传递和返回值也用到了堆栈。
通常对局部变量的引用是通过给出它们对SP的偏移量来实现的。
另外还有一个基址指针（FP，在Intel芯片中是BP），许多编译器实际上是用它来引用本地变量和参数的。
通常，参数的相对FP的偏移是正的，局部变量是负的。
当程序中发生函数调用时，计算机做如下操作：首先把参数压入堆栈；然后保存指令寄存器(IP)中的内容，做为返回地址(RET)；第三个放入堆栈的是基址寄存器(FP)；然后把当前的栈指针(SP)拷贝到FP，做为新的基地址；最后为本地变量留出一定空间，把SP减去适当的数值。
在函数体中定义的变量通常是在栈上，用malloc, calloc, realloc等分配内存的函数分配得到的就是在堆上。
在所有函数体外定义的是全局量，加了static修饰符后不管在哪里都存放在全局区（静态区），在所有函数体外定义的static变量表示在该文件中有效，不能extern到别的文件用；在函数体内定义的static表示只在该函数体内有效。
另外，函数中的"adgfdf"这样的字符串存放在常量区。
对比：
1 性能
栈：栈存在于RAM中。
栈是动态的，它的存储速度是第二快的。
stack
堆：堆位于RAM中，是一个通用的内存池。
所有的对象都存储在堆中。
heap
2 申请方式
stack【栈】:由系统自动分配。
例如，声明在函数中一个局部变量int b; 系统自动在栈中为b开辟空间。
heap【堆】:需要程序员自己申请，并指明大小，在c中malloc函数如p1 = (char
*)malloc(10); 在C++中用new运算符如p2 = (char *)malloc(10); 但是注意：p1、p2本身是在栈中的。
3 申请后系统的响应
栈【stack】：只要栈的剩余空间大于所申请空间，系统将为程序提供内存，否则将报异常提示栈溢出。
堆【heap】：首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表，当系统收到程序的申请时，会遍历该链表，寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点，然后将该结点从空闲结点链表中删除，并将该结点的空间分配给程序；另外，对于大多数系统，会在这块内存
空间中的首地址处记录本次分配的大小，这样，代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。
另外，由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小，系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中。
4 申请大小的限制
栈【stack】：在Windows下，栈是向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存的区域。
这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的，在WINDOWS下，栈的大小是2M（也有的说是1M，总之是一个编译时就确定的常数），如果申请的空间超过栈的剩余空间时，将提示overflow。
因此，能从栈获得的空间较小。
堆【heap】：堆是向高地址扩展的数据结构，是不连续的内存区域。
这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地址的，自然是不连续的，而链表的遍历方向是由低地址向高地址。
堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。
由此可见，堆获得的空间比较灵活，也比较大。
5 申请效率的比较
栈【stack】：由系统自动分配，速度较快。
但程序员是无法控制的。
堆【heap】：是由new分配的内存，一般速度比较慢，而且容易产生内存碎片，不过用起来最方便.
另外，在WINDOWS下，最好的方式是用VirtualAlloc分配内存，他不是在堆，也不是在栈是直接在进程的地址空间中保留一快内存，虽然用起来最不方便。
但是速度快，也最灵活。
6 堆和栈中的存储内容
栈【stack】：在函数调用时，第一个进栈的是主函数中后的下一条指令（函数调用语句的下一条可执行语句）的地址，然后是函数的各个参数，在大多数的C编译器中，参数是由右往左入栈的，然后是函数中的局部变量。
注意静态变量是不入栈的。
当本次函数调用结束后，局部变量先出栈，然后是参数，最后栈顶指针指向最开始存的地址，也就是主函数中的下一条指令，程序由该点继续运行。
堆【heap】：一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。
堆中的具体内容有程序员安排。
7 存取效率的比较
char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa";
char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb";
aaaaaaaaaaa是在运行时刻赋值的；而bbbbbbbbbbb是在编译时就确定的；但是，在以后的存取中，在栈上的数组比指针所指向的字符串(例如堆)快。
比如：
#include
void main()
{
char a = 1;
char c[] = "1234567890";
char *p ="1234567890";
a = c[1];
a = p[1];
return;
}
对应的汇编代码
10: a = c[1];
00401067 8A 4D F1 mov cl,byte ptr [ebp-0Fh]
0040106A 88 4D FC mov byte ptr [ebp-4],cl
11: a = p[1];
0040106D 8B 55 EC mov edx,dword ptr [ebp-14h]
00401070 8A 42 01 mov al,byte ptr [edx+1]
00401073 88 45 FC mov byte ptr [ebp-4],al
第一种在读取时直接就把字符串中的元素读到寄存器cl中，而第二种则要先把指针值读到edx中，在根据edx读取字符，显然慢了。
小结：
堆和栈的区别可以用如下的比喻来看出：
使用栈就象我们去饭馆里吃饭，只管点菜（发出申请）、付钱、和吃（使用），吃饱了就走，不必理会切菜、洗菜等准备工作和洗碗、刷锅等扫尾工作，他的好处是快捷，但是自由度小。
使用堆就象是自己动手做喜欢吃的菜肴，比较麻烦，但是比较符合自己的口味，而且自由度大。