浅谈C语言内存

Posted 2021-06-14 -YIN

浅谈C语言内存

文章目录

• • 浅谈C语言内存
  • 内存分配
  • • 栈
    • 斐波纳契数列

内存分配

在C语言中内存分别分为栈区（stack)、堆区(heap)、未初始化全局数据区、已初始化全局数据区、静态常量区(static)、代码区(data)。

（1）栈区（stack)：存放函数，，形参和局部变量，以及函数调用开辟的栈帧；函数结束返回时自动释放空间。先进后出，向地址减小方向增长（由高地址到低地址）。
（2）堆区(heap)：c语言中使用malloc、realloc、calloc等开辟的内存就在堆，从向地址增大方向增长（低地址向高地址）。由程序员手动分配释放的储存区，如果程序员不手动释放这块内存，内存将一直被占用，直到程序运行结束由系统自动收回。
（3）静态常量区(static)：全局变量、静态变量（全局和局部静态变量），以及字符串常量（不能随意修改）。（const修饰的全局变量也储存在常量区，const修饰的局部变量依然在栈上。）

			C语言内存示意图

栈

栈（Stack）是一种限定性线性表，是数据结构的一种，是将线性表的插人和删除操作限制为仅在表的一端进行，通常将表中允许进行插入、删除操作的一端称为栈顶（Top），因此栈顶的当前位置是动态变化的，它由一个称为栈顶指针的位置指示器来指示。同时表的另一端被称为栈底（Bottom）当栈中没有元素时称为空栈。栈的插入操作被形象地称为进栈或入栈，删除操作称为出栈或退栈。

   因为C语言内存空间是有限的，堆栈相向而生，系统分配给栈的空间是有限的所以当函数调用达到一定量级(死循环，无限递归)时，可能导致一直开辟栈空间 最终发生栈空间耗尽，即栈溢出现象（stack overflow）。

斐波纳契数列

以斐波那契数列递归解法为例

  int Fib(int n)
{
  	if (n <= 2){
	return 1;
	}
	else{
	return Fib(n - 1) + Fib(n - 2);
}

			栈函数空间示意图

  但当FIb()递归函数计算第45个斐波那契数时Fib(45)，就会出现栈溢出现象导致结果出现问题，而且特别费空间和时间,所以这时出现的死递归便是递归问题的缺陷
解决方法：
（1）：用非递归方法改写递归。
（2）：使用static对象替代nonstatic局部对象（在栈上开辟），可以减少每次递归时对局部变量的产生和释放。

//完整斐波那契数列递归代码
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <windows.h>
//   //迭代方法
//int Fib(int n)
//{
//	int num1 = 1, num2 = 1;
//	int fib;
//	while (n>2){
//		n--;
//		fib = num1 + num2;
//		num1 = num2;
//		num2 = fib;
//	}
//}

//递归方法
int Fib(int n)
{
	if (n <= 2){
		return 1;
	}
	else{
		return Fib(n - 1) + Fib(n - 2);
	}
}
int main()
{
	int number;
	scanf("%d", &number);
	printf("%d\\n", Fib(number));
	system("pause");
	return 0;
}

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