浅谈C语言中关于内存的理解

彭红福

我们在编程中最常接触的就是内存了，不管是定义变量还是说定义函数，不管是什么语言，脱离内存的编程显然是没有意义的，初学编程的时候显然我们可能不太注意内存的一些问题，特别是高级语言越是将内存相关的内容简化了，但是这并不意味着内存不重要，当然我们在这里并不是想要告诉大家怎么去管理内存，只是简单的对内存进行说明和概念的介绍。

1、冯诺依曼结构

程序和数据是放在一起的，在系统启动后，程序和数据都加载到DRAM当中运行，数据和程序是交织在一起的，是可以被改变的，像inter的桌面级CPU基本都是冯诺依曼结构的。

2、哈佛结构

    主要是用在单片机里面的，程序写好后里面有函数和变量，这些数据在烧写程序的时候都先存在Flash当中（NorFlash-Flash一经写好就不可以再改变了）单片机的内核直接从Flash当中读取运行程序，但是一些变量是加载在SRAM里面运行的（常量是还是存在Flash里面的），在GCC里面常量也是加载在内存里面的，像单片机，嵌入式的CPU都是哈佛结构的，ARM的CPU在运行的时候其实程序和数据也是全部加载在内存里面的，只不过嵌入式的操作系统将内存分成了程序存储区域和数据区域，系统限制存储程序的区域是不可访问的。

3、内存管理

    操作内存就是对内存的管理，一般操作系统管理内存把内存分成内存页面（一般是4KB的字节）来管理，比页面小的还有更加精细的管理方式，在申请内存以后一定要释放内存，不然会造成内存的泄露（程序无法访问的内存）。

4、内存位宽

    内存的宽度有8位的也有16位对齐的（即寻址线的宽度），通过并联可以将2个16位的内存并联成为32位的内存。内存大小的单位：位（1bit）字节（8bit）半字（一般是16bit）字（一般是32bit），半字和字一般根据平台来定义的。

5、内存的大小

    内存的编址是以字节为单位的为8个bit。一般定义的int的类型的变量就是以字为单位的如果是32位的平台int类型就是32位的，16位的平台就是16位，8位的平台一般int也是16位的。

6、数据类型和内存的关系

    在32位的系统中最好就是用int来定义变量效率是最高的，因为32位的操作系统一次性取地址是32位的正好是一个字，定义的8位和16位数据访问效率就没有32位的高，在很多的32位环境下定义一个bool变量（一个bit）编译器一般都是取的32位数据（实际上浪费了31位）。

7、内存对齐

    比如int变量是4个字节，在内存分配是可以对齐也可以不用对齐，对齐就是内存一般是一个32位的地址对应一个4字节的空间，每个空间八位这样排列的，这样刚好占用这4个字节就是对齐了，如果是占用的连续的位空间但是占用了两个4字节对齐的空间，那么这4个字节就是非对齐的。

8、C语言对内存的封装

    C语言申请内存就是对定义一个数据类型，如int a 就是申请了一个长度为32位的整形的变量，编译器就将a和申请的地址绑定起来，这个地址的长度是32位的，假如申请的a的首地址是0x30000000，那么a占有的内存空间就是：

0x30000000+0x30000001+0x30000002+0x30000003。

    不同的数据类型申请的地址长度不一样，解析方法也不一样，同一个地址里面，int和float都是占有4个字节的空间，但是解析出来的数据是不一样的。如int a：编译器分配4字节长度给a，并把占用的第一个字节的地址和符号a帮定起来。Int b[10]：编译器分配40个字节长度给b，并把首元素第一个字节的地址和符号b绑定起来。

    C语言中函数名也是一段代码的首地址。

    这里我对内存的说明可能还不太全面，大家也可以自己在网上收集一些资料，其实上面的内容也是我在网上看的资料，只是我再做了一个简单的总结，所以可能还有很多的不足，也欢迎大家更贴回复反馈。