??對于存儲空間這章不是課程的重點，老師講授的內容比較少。不過還是做一點兒整理，供以后復習參考使用。
??學習本章的重點在于了解不同情況下的內存分配策略，大致分為三種：靜態分配、動態棧式分配、動態堆式分配。對于棧式只介紹一些很簡單的，對于堆式沒有介紹。其實這樣也沒有什么考點，權當擴充知識，了解在編譯過程中內存的變化情況。
??學習存儲分配，有幾個基本的概念是要了解的（不一定要背下來，至少說出來要知道是啥吧~）：

??這里面提到一個概念叫生存期，之前學高級語言的時候都講變量都有作用域。那這兩個有什么區別呢？生存期是有效時間長短，作用域是有效作用范圍。有點兒像時間空間的感覺。生存期是時間，作用域是空間。
??無論是變量還是函數，都要有一個名字。這個名字指的不是變量本身的值，而是變量存儲的地址。在訪問這個變量或函數的時候，根據地址去取值。（這里我有一個疑惑：C語言中指針即是地址，如果上面的說法正確的話，對于int a;來說，a是變量名，是元素a存儲的地址，a應該是一個指針。那和 int *a有什么區別呢？）我對這個問題自己思考了一下：在int a中這個a并沒有從存儲空間的角度考慮，只是代表了一個變量名字而已。只需要明白可以通過地址找到變量值這個思想。
??調用函數的時候要傳遞參數，在主調函數中的叫實參，被調函數中的叫形參。那 形參和實參間是如何實現傳遞的呢？主要有三種方式：傳地址、傳值、傳名。
??顧名思義，傳地址就是把參數地址送入被調函數，被調函數可根據此地址進行訪問，即被調函數要拿出空間A存放該地址B，實際使用時訪問A，取出B，按照B去拿C。（好繞！）。
??傳值是把參數值送入被調函數，在被調函數中需要分配空間存儲參數值，到時候取值即可。傳名這個聽的時候比較少，這個就是在傳遞參數的時候，形參和實參之間有一一對應的關系。前面兩種當函數被調用的時候，內容就已經傳遞過去了。
??在傳名中，直到調用該形參的時候才會去對應查找其實參。整體感覺有點像一個程序，使用時調用。所以也叫參數子程序。不過傳名幾乎不用，書上說只用于在ALGOL里面，了解一下就可以了。
??現在想一想，整個程序編譯運行過程中。都要存儲哪些內容？一是目標代碼、二是數據信息、三是過程中調用的控制信息。其實還是比較好理解的，存儲生成的目標代碼，機器才能一步一步的執行指令進行調用。數據信息包括各種變量、過程中的控制信息主要是指各個層次之間的嵌套關系，誰調用誰應該心里有數。
??將以上三種內容落實到具體就是活動記錄，下面介紹下活動記錄的定義：把過程的一個活動所需要的信息組織成一塊連續的存儲單元，稱為活動記錄。常以表格的方式來表示，以Pascal語言為例：它的活動記錄是下面這樣的：

??活動記錄大致可以分為三類：連接數據、形式單元、局部數據區。連接數據包括靜態鏈、動態鏈（后面會詳細介紹啥是動態鏈，靜態鏈）、返回地址。局部數據區包括臨時單元（中間代碼生成的），內情向量（數組的首地址即大小范圍等信息），局部向量（子函數內聲明的變量），形式單元（調用函數時傳遞的形參）。
??下面介紹下三種存儲分配策略：靜態存儲分配，棧式存儲分配，堆式存儲分配。其實理解這三者有一個很簡單的方式（當然，簡單意味著不是很嚴謹~）靜態存儲分配就是指程序被預先分配的空間，沒有進行動態分配，編譯時也不會附加任何空間。棧式存儲分配是系統自動進行空間分配，最明顯的例子就是遞歸算法。程序結束，地址空間釋放。堆式存儲分配的特點是由用戶主動劃分，比如C++語言中的new函數，同樣可以進行歸還，也就是C++中的delete。下面更為詳細的介紹下三者：

靜態存儲分配：

??靜態存儲分配要滿足如下三個條件：

??在靜態存儲分配里包括一些聲明的變量空間的分配，在前面的文章中介紹過在做中間代碼生成的時候，會引入大量的中間變量（雖然在最后的優化過程都會去除，但也要為其分配空間）。中間變量的大部分會被消除，如果為它們的每一個都分配空間顯得有點兒浪費，所以選擇了一種處理方式：

??有的時候，中間變量的生成之后，下一條語句就使用掉了，后面也不會再出現，對于這種情況也設定了一種機制：

??實例如下：

棧式存儲分配

??關于棧式存儲分配只介紹了簡單的并且以C語言作為示范。棧式存儲分配都在棧空間里完成，所以需要進行入棧管理。每個過程都以活動記錄作為基本單位，過程發生活動記錄入棧，過程結束出棧。
??那靜態存儲和棧式存儲有什么區別呢（棧式相比于靜態）？

??舉一個抽象一點兒的例子：

??在這個例子中也不是說固定的子程序的活動記錄向上增長，這個取決于棧頂，不斷向下壓棧。
??那棧式空間中C語言的活動記錄是什么樣的呢？

??上圖的sp指的是stack pointer，即棧頂指針top。帶個老字就是上一層的。

??除了簡單的棧式實現，還有一種是嵌套過程語言的棧式實現。什么叫嵌套過程呢？就是指在一個函數中，調用了另一個函數（該函數有可能繼續調用其他函數，但不能相互調用引發死循環，需要是合理的調用）。那這里有一個什么問題呢？就是變量使用的問題。在嵌套過程中，內層是可以使用外層的變量的。有一種極端情況，內外層變量名相同，這時會發生作用域的覆蓋。內層調用的是內層，會覆蓋掉外層。不考慮極端情況，在剛才的介紹中了解到每一層在棧中以活動記錄為單位進行存儲，那內層是如何訪問到外層的活動記錄呢？這部分就是主要解決這個問題的！
??解決的方式有兩種：靜態鏈或Display表。

??靜態鏈：

??靜態鏈的思想就是每層活動記錄保留上一層的sp，這樣如果想訪問外層變量就可以順著sp向上查找。這種方式固定增加了一個sp空間，是靜態的方式。其活動記錄如下：

??解釋下里面為啥有個靜態鏈，還有個動態鏈。靜態鏈就是我們剛才說的，用于進行變量查詢。動態鏈就是之前棧式結構中的老SP，用來表示調用關系的。
??用一個例子，來說明下：

??想想靜態鏈有什么問題嗎？如果嵌套了特別多層，最內層想要調用最外層的變量需要一層一層向上查找。拿著必定會特別慢。有沒有什么方式可以加快速度呢？這就是Display表！

??Display表

??Display表的思想就是反正一層一層查找的目的就是為了引用外層變量，那我直接把所有的外層變量放在本層的活動記錄里不就可以嘛。這樣免得去其他層找。變量的個數不固定，導致表的空間大小不固定，所以也是動態分配的辦法，其活動記錄結構如下：

??舉個例子（當然使用標序號的方式，活動記錄里都是序號了哈~）：

??上圖里面有一項叫做：全局display，這個指的是上一層的display段開始部分對應的標號。活動記錄中display段的個數就反映了當前的嵌套層數。第一層的全局display默認為0。

??總結一下靜態鏈和Display表的優缺點：

??靜態鏈優點：空間固定，且占用空間小 缺點：訪問速度太慢
??Display表優點：訪問速度快 缺點：占用空間比較大

堆式動態分配

??在定義中使用“適當大”來形容空間分配的大小，但實際上堆式分配的大小是由用戶指定。
??那如此多的空間，如何選出一個合適的呢？其實有三種策略：

??對于堆式分配，比較重要的一點就是內存空間的釋放問題。如果不釋放的話，內存就會被切分成小塊兒，導致以后使用的時候沒有足夠大的分配。這也告誡使用者在malloc之后加free，在new后加delete。
??內存的分配始終是計算機科學的一個大的組成部分，如今在編譯原理中又學了一遍，漲了不少見識。但還是冰山一角，日后多多加油！

新人創作打卡挑戰賽發博客就能抽獎！定制產品紅包拿不停！

總結

以上是生活随笔為你收集整理的运行时存储空间组织的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。