C语言内存分配方式介绍

1. 静态存储区（Static Storage）

特点：

• 在程序编译时分配内存，生命周期持续到程序结束。
• 存放 全局变量 和 静态变量（static修饰的变量）。
• 默认初始化为零（未显式初始化时）。

示例：

#include <stdio.h>int global_var;         // 全局变量（静态存储区）
static int static_var;  // 静态变量（静态存储区）void func() {static int count = 0; // 静态局部变量（生命周期持续到程序结束）count++;printf("count = %d\n", count);
}int main() {printf("global_var = %d\n", global_var);  // 输出 0（默认初始化）func(); // 输出 count = 1func(); // 输出 count = 2（静态变量保留上次的值）return 0;
}

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2. 栈内存（Stack）

特点：

• 由编译器自动分配和释放，用于 局部变量 和函数调用。
• 内存空间有限（默认几MB），生命周期与函数作用域一致。
• 分配速度快，但超出作用域后内存会被自动回收。

示例：

#include <stdio.h>void stack_example() {int a = 10;          // 栈内存分配char str[] = "Hello"; // 栈内存分配（数组）printf("a = %d, str = %s\n", a, str);
} // 函数结束时，a和str的内存自动释放int main() {stack_example(); // 输出 a = 10, str = Helloreturn 0;
}

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3. 堆内存（Heap）

特点：

• 由程序员手动分配和释放（malloc, calloc, realloc + free）。
• 生命周期完全由代码控制，空间大但管理不当会导致内存泄漏或野指针。
• 适合动态分配不确定大小的内存（如链表、树等数据结构）。

示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>int main() {int *heap_var = (int *)malloc(sizeof(int)); // 堆内存分配*heap_var = 100;printf("heap_var = %d\n", *heap_var); // 输出 100free(heap_var); // 必须手动释放！// 动态数组示例int n = 5;int *arr = (int *)malloc(n * sizeof(int));for (int i = 0; i < n; i++) arr[i] = i;free(arr); // 释放数组内存return 0;
}

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4. 常量存储区（Constant Storage）

特点：

• 存放 字符串常量 和 const 修饰的常量。
• 内存只读，修改会导致未定义行为（如程序崩溃）。
• 生命周期与程序一致。

示例：

#include <stdio.h>int main() {const int MAX = 100;       // 常量（可能存储在常量区或栈，取决于编译器）char *str = "Hello World"; // 字符串常量（存储在常量区）// 以下行为是非法的！// str[0] = 'h'; // 修改常量区数据会导致段错误（Segmentation Fault）return 0;
}

5. 内存分配对比表

分配方式	生命周期	管理方式	典型用途
静态存储区	程序整个运行期间	编译器自动管理	全局变量、静态变量
栈内存	函数作用域内	编译器自动管理	局部变量、函数参数
堆内存	直到调用free()释放	程序员手动管理	动态数据结构（链表、树等）
常量存储区	程序整个运行期间	只读，不可修改	字符串常量、const常量

6. 常见问题与注意事项

1. 栈溢出：递归深度过大或局部变量占用空间过多会导致栈溢出（Stack Overflow）。
2. 内存泄漏：未释放堆内存会导致程序占用内存持续增长。
3. 野指针：释放堆内存后未将指针置为NULL，可能引发非法访问。
4. 常量区修改：试图修改字符串常量会导致未定义行为。

示例（错误用法）：

int *create_array() {int arr[3] = {1, 2, 3}; // 栈内存return arr; // 错误！返回栈内存地址，调用后arr已被释放
}int main() {int *p = create_array();printf("%d\n", p[0]); // 输出随机值（悬垂指针）return 0;
}