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C语言中内存布局(内存模型)是怎样的?

news 来源：原创 2025/6/9 14:44:35

本文将以图示解释C语言中的内存模型，并同时举出例子方便理解

C 语言中的内存模型指的是程序在运行时如何组织和管理内存。下面是一个 C 语言内存布局的示意图：

解释：

命令行参数和环境变量：在程序启动时由操作系统传递，位于栈的上方。

栈：用于存储局部变量、函数参数、返回地址，增长方向是从高地址向低地址。

堆：用于动态内存分配（如 malloc），增长方向是从低地址向高地址。

数据段

.data（已初始化数据）：已初始化的全局变量和静态变量。

.bss（未初始化数据）：未初始化的全局变量和静态变量，默认初始化为 0。

代码段：存放可执行的程序代码，通常是只读的。

示例代码：

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

int global_var = 10;        // 已初始化的全局变量（数据段 .data）
static int static_var = 20; // 已初始化的静态变量（数据段 .data）
int uninit_global_var;      // 未初始化的全局变量（数据段 .bss）
static int uninit_static_var; // 未初始化的静态变量（数据段 .bss）

void func() {
    int stack_var = 30;  // 局部变量（栈区）
    printf("栈区局部变量地址: %p\n", (void*)&stack_var);
}

int main() {
    int local_var = 40; // 局部变量（栈区）
    char *heap_var = (char *)malloc(50 * sizeof(char)); // 动态分配内存（堆区）

    printf("栈区 - 局部变量地址: %p\n", (void*)&local_var);
    printf("堆区 - 动态分配内存地址: %p\n", (void*)heap_var);
    printf("BSS段 (.bss) - 未初始化的静态变量地址: %p\n", (void*)&uninit_static_var);
    printf("BSS段 (.bss) - 未初始化的全局变量地址: %p\n", (void*)&uninit_global_var);
    printf("数据段 (.data) - 已初始化的静态变量地址: %p\n", (void*)&static_var);
    printf("数据段 (.data) - 已初始化的全局变量地址: %p\n", (void*)&global_var);
    printf("代码段（函数地址）: %p\n", (void*)&func);
    

    free(heap_var); // 释放动态分配的内存

    return 0;
}

运行结果：

通过比较地址大小，我们可以很直观地看到内存布局高地址到低地址的情况。


栈区 - 局部变量地址: 0x7ffc89f76b34
堆区 - 动态分配内存地址: 0x55b3c5ea7260
数据段 (.data) - 已初始化的静态变量地址: 0x55b3c5e83008
数据段 (.data) - 已初始化的全局变量地址: 0x55b3c5e83004
BSS段 (.bss) - 未初始化的静态变量地址: 0x55b3c5e83010
BSS段 (.bss) - 未初始化的全局变量地址: 0x55b3c5e8300c
代码段（函数地址）: 0x55b3c5c7f699