C语言深度挖掘:系统栈与过程调用解析
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更新于2024-07-11
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"系统栈与过程调用-C语言深度挖掘1"
这篇资料深入探讨了C语言中的系统栈与过程调用机制,同时涵盖了变量的表示与存储、内存区域划分、变量的生存期以及相关的关键字使用等核心概念。
在C语言中,系统栈是用于存储函数调用时的信息,包括局部变量、函数参数和返回地址。当一个函数被调用时,一个新的栈帧会在栈顶创建,这个栈帧包含了函数内部的所有局部变量和传递的参数。例如,描述中提到了`func_B`和`func_A`的栈帧,它们分别保存了各自的局部变量和参数。栈顶是最新压入的数据,而栈底则是最旧的数据。当函数返回时,对应的栈帧会被弹出,释放其占用的栈空间。
局部变量如`var_main`、`var_A1`、`var_B1`等在函数调用时被创建,它们的生命周期仅限于函数内部。参数如`arg_A2`、`arg_B2`则在函数调用时传入,同样存储在栈上。返回地址存储了函数返回后程序应继续执行的下一条指令的地址,确保函数调用结束后能正确恢复执行流程。
C/C++程序运行时的内存结构分为多个区域:
1. 静态数据区:存储全局变量和用`static`修饰的局部变量,生存期从程序开始到结束。
2. 代码区:存放程序的机器指令和大部分字面常量。
3. 栈区:存储函数的形参和局部变量,生存期自动管理。
4. 堆区:动态内存分配,由`new`和`delete`管理。
5. CPU寄存器组:存放一部分函数形参和局部变量,提高访问速度。
变量的生存期分为静态、自动和动态三种。静态生存期变量(如全局变量)在程序开始时分配,结束时回收。自动生存期变量(如局部变量)在进入作用域时分配,离开作用域时回收。动态生存期变量通过`new`分配,`delete`回收。
关键字`volatile`用于指示变量的值可能在编译器无法预测的情况下改变,强制每次访问时从内存读取。`extern`用来声明一个已经在其他地方定义过的变量或函数,使得其他源文件可以访问。
在过程调用中,函数调用的顺序会影响栈上的布局。如果`func_B`调用了`func_A`,那么`func_A`的栈帧会位于`func_B`的栈帧之上。返回地址会记录`func_B`的下一条指令,以便`func_A`返回后能正确继续执行。
问题中提到的"main函数为空居然也有输出"可能涉及到某些编译器的默认行为,即使没有输出语句,程序运行结束时可能也会有默认的退出状态码。"存储位置是否相同"的问题可能是在询问不同函数的局部变量是否在同一内存位置,答案是不同的函数调用会有不同的栈帧,因此局部变量的位置会根据调用栈的变化而变化。
这份资料详细介绍了C语言中与系统栈和过程调用相关的知识,以及变量存储和内存管理的基本原理,对于深入理解C语言的底层机制非常有帮助。
2010-06-26 上传
2010-06-17 上传
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2012-03-05 上传
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2015-09-18 上传
2010-11-19 上传
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慕栗子
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