C语言基础学习记录-内存管理
1.认识内存的分区
内存有两种：物理内存和虚拟内存
1.物理内存：实实在在存在的存储设备 (硬件)
2.虚拟内存：操作系统虚拟出来的内存
在运行程序的时候，操作系统会将虚拟内存进行区分 划分为5个分区，分别是：
代码区(text)、数据区(data)、未初始化数据区(bss)、堆区(heap)、栈区(stack)
有人有时候直接把数据区data和未初始化数据区bss合起来叫做静态区或者全局区
代码区（text segment）
○加载的是可执行文件代码段，所有的可执行代码都加载到代码区，这块内存是不可以在运行期间修改的
●未初始化数据区（BSS）
○加载的是可执行文件BSS段，位置可以分开亦可以紧靠数据段，存储于数据段的数据（全局未初始化，静态未初始化数据）的生存周期为整个程序运行过程
● 全局初始化数据区/静态数据区（data segment）
○加载的是可执行文件数据段，存储于数据段（全局初始化，静态初始化数据，文字常量(只读)）的数据的生存周期为整个程序运行过程。
●栈区（stack）
○栈是一种先进后出的内存结构，
由编译器自动分配释放，存放函数的参数值、返回值、局部变量等。在程序运行过程中实时加载和释放，因此，局部变量的生存周期为申请到释放该段栈空间。
●堆区（heap）
○堆是一个大容器，它的容量要远远大于栈，但没有栈那样先进后出的顺序。用于动态内存分配。堆在内存中位于BSS区和栈区之间。
一般由程序员分配和释放
在运行程序的时候，操作系统会将 虚拟内存进行分区。
1).堆(heap)
动态申请内存的时候，在堆里开辟内存。
2).栈(stack) 主要存放局部变量。
3).静态全局区
1：未初始化的静态全局区 (bss)
静态变量（定义变量的时候，前面加 static 修饰），或全局变量 ，没有初始化的，存在此区
2：初始化的静态全局区 (data)全局变量、静态变量，赋过初值的，存放在此区
4).代码区(text segment) 存放咱们的程序代码
5).文字常量区（data) 存放常量的
2.全局变量和局部变量
2.1 全局变量
定义：在函数外部定义的变量，叫全局变量
作用范围：全局变量的作用范围是程序的所有地方，只不过在使用之前，需要用extern关键字进行声明，声明的时候不能赋值 extern int num;
生命周期：程序运行的整个过程，一直存在，直到程序结束
注意：定义普通的全局变量的时候，如果不赋初值，它的默认值为0；
2.2 静态全局变量
定义：定义全局变量的时候，前面用static修饰
static int num1=100; //静态全局变量
作用范围：static限定了静态全局变量的作用范围，只能在它定义的.c(源文件)中有效
生命周期：在程序的整个运行过程中，一直存在
注意：定义静态全局变量的时候，如果不赋初始值，默认值也是0；
2.3 局部变量
定义：在函数内部定义，或者复合语句中定义的变量
作用范围：
在函数中定义的变量，在函数中有效
在复合语句中定义的，在复合语句中有效
生命周期：
在函数调用之前，局部变量不占用空间，调用函数的时候，才为局部变量分配空间，函数调用结束了，局部变量就释放了。
在复合语句中定义的亦是如此 （复合语句是一个语言学领域术语，指的是把多个语句用括号{}括起来组成的一个语句）
2.4静态局部变量
定义：定义局部变量的时候，前面加static修饰
作用范围：在它定义的函数或者复合语句中有效
生命周期：
第一次调用函数的时候，开辟空间赋值，函数结束后，不释放，
以后再调用函数的时候，就不再为其开辟空间，也不赋初值，用的是以前那个变量
注意：
1： 定义普通局部变量，如果不赋初值，它的值是随机的。
定义静态局部变量，如果不赋初值，它的值是 0
2：普通全局变量，和静态全局变量如果不赋初值，它的值为 0
3. .C文件编译过程
1、预处理 gcc -E hello.c -o hello.i
2、编译 gcc -S hello.i -o hello.s
3、汇编 gcc -c hello.s -o hello.o
4、链接 gcc hello.o -o hell_self
过程分析：
1：预编译 将.c 中的头文件展开、宏展开 、注释去掉 生成的文件是.i 文件
2：编译 将预处理之后的.i 文件生成 .s 汇编文件
3、汇编 将.s 汇编文件生成.o 目标文件
4、链接 将.o 文件链接成目标文件
4个步骤一气呵成的指令：gcc hello.c -o hello
4.认识几种预处理
4.1 include
#include<>//用尖括号包含头文件，在系统指定的路径下找头文件
#include "" //用双引号包含头文件，先在当前目录下找头文件,找不到,再到系统指定的路径下找。
注意：
1、include 经常用来包含头文件，可以包含 .c 文件，但是大家不要包含.c ，因为 include 包含的文件会在预编译被展开，如果一个.c 被包含多次，展开多次，会导致函数重复定义。 所以不要包含.c 文件。
2、预处理只是对 include 等预处理操作进行处理并不会进行语法检查 ，这个阶段有语法错误也不会报错，第二个阶段即编译阶段才进行语法检查。
4.2 define定义宏
定义宏用 define 去定义，宏是在预编译的时候进行文本替换。
大家都会遵守的规则：宏定义全部大写，函数名称不要全大写
#define PI 3.14 这是是不带参的宏
在预编译的时候如果代码中出现了 PI 就用 3.14 去替换。
宏的好处：只要修改宏定义，其他地方在预编译的时候就会重新替换。
注意：
1、宏定义后边不要加分号。
2、宏定义的作用范围，从定义的地方到本文件末尾，如果想在中间终止宏的定义范围
#undef PI //取消宏，用来终止PI的作用
#define S(a,b) a*b 这种是带参数的宏
注意带参宏的形参 a 和 b 没有类型名，
S(2,4) 将来在预处理的时候替换成 实参替代字符串的形参，其他字符保留
带参宏和带参函数的区别：
1、带参宏被调用多少次就会展开多少次，执行代码的时候没有函数调用的过程，不需要压栈弹栈。所以带参宏， 是浪费了空间，因为被展开多次，节省时间。
2、带参函数，代码只有一份，存在代码段，调用的时候去代码段取指令，调用的时候要，压栈弹栈。有个调用的过程。 所以说，带参函数是浪费了时间，节省了空间。
3、带参函数的形参是有类型的，带参宏的形参没有类型名。