2.2 变量
2.1.1 变量的概念
既能读又能写的内存对象，称为变量；
若一旦初始化后不能修改的对象则称为常量。
变量定义形式： 类型 标识符, 标识符, … , 标识符
2.1.2 变量名的本质
变量名的本质：一段连续内存空间的别名；
程序通过变量来申请和命名内存空间 int a = 0；
通过变量名访问内存空间；
不是向变量名读写数据，而是向变量所代表的内存空间中读写数据；
修改变量的两种方式：
void test(){ int a = 10; //1. 直接修改 a = 20; printf("直接修改,a:%d\n",a); //2. 间接修改 int* p = &a; *p = 30; printf("间接修改,a:%d\n", a); }
2.3 程序的内存分区模型
2.3.1 内存分区
2.3.1.1 运行之前
我们要想执行我们编写的c程序，那么第一步需要对这个程序进行编译。 1）预处理：宏定义展开、头文件展开、条件编译，这里并不会检查语法
2）编译：检查语法，将预处理后文件编译生成汇编文件
3）汇编：将汇编文件生成目标文件(二进制文件)
4）链接：将目标文件链接为可执行程序
代码区
存放 CPU 执行的机器指令。通常代码区是可共享的（即另外的执行程序可以调用它），使其可共享的目的是对于频繁被执行的程序，只需要在内存中有一份代码即可。代码区通常是只读的，使其只读的原因是防止程序意外地修改了它的指t令。另外，代码区还规划了局部变量的相关信息。
全局初始化数据区/静态数据区（data段）
该区包含了在程序中明确被初始化的全局变量、已经初始化的静态变量（包括全局静态变量和t）和常量数据（如字符串常量）。
未初始化数据区（又叫 bss 区）
存入的是全局未初始化变量和未初始化静态变量。未初始化数据区的数据在程序开始执行之前被内核初始化为 0 或者空（NULL）。
总体来讲说，程序源代码被编译之后主要分成两种段：程序指令(代码区)和程序数据（数据区）。代码段属于程序指令，而数据域段和.bss段属于程序数据。
那为什么把程序的指令和程序数据分开呢？
程序被load到内存中之后，可以将数据和代码分别映射到两个内存区域。由于数据区域对进程来说是可读可写的，而指令区域对程序来讲说是只读的，所以分区之后呢，可以将程序指令区域和数据区域分别设置成可读可写或只读。这样可以防止程序的指令有意或者无意被修改；
当系统中运行着多个同样的程序的时候，这些程序执行的指令都是一样的，所以只需要内存中保存一份程序的指令就可以了，只是每一个程序运行中数据不一样而已，这样可以节省大量的内存。比如说之前的Windows Internet Explorer 7.0运行起来之后， 它需要占用112 844KB的内存，它的私有部分数据有大概15 944KB，也就是说有96 900KB空间是共享的，如果程序中运行了几百个这样的进程，可以想象共享的方法可以节省大量的内存。
2.3.1.1 运行之后
程序在加载到内存前，代码区和全局区(data和bss)的大小就是固定的，程序运行期间不能改变。然后，运行可执行程序，操作系统把物理硬盘程序load(加载)到内存，除了根据可执行程序的信息分出代码区（text）、数据区（data）和未初始化数据区（bss）之外，还额外增加了栈区、堆区。
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，若程序员不释放，程序结束时由操作系统回收。
2.3.2 分区模型
2.3.2.1 栈区
由系统进行内存的管理。主要存放函数的参数以及局部变量。在函数完成执行，系统自行释放栈区内存，不需要用户管理。
#char* func(){ char p[] = "hello world!"; //在栈区存储 乱码 printf("%s\n", p); return p; } void test(){ char* p = NULL; p = func(); printf("%s\n",p); }
2.3.2.2 堆区
由编程人员手动申请，手动释放，若不手动释放，程序结束后由系统回收，生命周期是整个程序运行期间。使用malloc或者new进行堆的申请。
char* func(){ char* str = 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 = malloc(100); strcpy(p, "hello world!"); printf("%s\n", p); } void test02(){ char* p = NULL; allocateSpace(p); printf("%s\n", p); }
堆分配内存API：
#include <stdlib.h>
void *calloc(size_t nmemb, size_t size);
功能：
在内存动态存储区中分配nmemb块长度为size字节的连续区域。calloc自动将分配的内存 置0。
参数：
nmemb：所需内存单元数量 size：每个内存单元的大小（单位：字节）
返回值：
成功：分配空间的起始地址
失败：NULL
#include <stdlib.h>
void *realloc(void *ptr, size_t size);
功能：
重新分配用malloc或者calloc函数在堆中分配内存空间的大小。 realloc不会自动清理增加的内存，需要手动清理，如果指定的地址后面有连续的空间，那么就会在已有地址基础上增加内存，如果指定的地址后面没有空间，那么realloc会重新分配新的连续内存，把旧内存的值拷贝到新内存，同时释放旧内存。
参数：
ptr：为之前用malloc或者calloc分配的内存地址，如果此参数等于NULL，那么和realloc与malloc功能一致
size：为重新分配内存的大小, 单位：字节
返回值：
成功：新分配的堆内存地址
失败：NULL
void test01(){ int* p1 = 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 = calloc(10, sizeof(int)); if (p1 == NULL){ return; } for (int i = 0; i < 10; i++){ p1[i] = i + 1; } int* p2 = realloc(p1, 15 * sizeof(int)); if (p2 == NULL){ return; } printf("%d\n", p1); printf("%d\n", p2); //打印 for (int i = 0; i < 15; i++){ printf("%d ", p2[i]); } printf("\n"); //重新赋值 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); }
