[已解决]关于堆和栈的内存问题

BaysideLizard

测试代码如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    int *ptr1 = NULL;
    int *ptr2 = NULL;

    ptr1 = (int *)malloc(sizeof(int));
    if(ptr1 == NULL)
    {
        exit(1);
    }
    ptr2 = (int *)malloc(sizeof(int));
    if(ptr2 == NULL)
    {
        exit(1);
    }
    printf("stack:&ptr1-%p | &ptr2-%p\n",&ptr1,&ptr2);
    printf("heap:ptr1-%p | ptr2-%p\n",ptr1,ptr2);

    ptr1 = realloc(ptr1,2 * sizeof(int));
    printf("realloc ptr1 -> 2 * sizeof(int):%p\n",ptr1);
    ptr1 = realloc(ptr1,20 * sizeof(int));
    printf("realloc ptr1 -> 20 * sizeof(int):%p\n",ptr1);
    //str1的内存地址取决于realloc的大小

    return 0;
}

运行结果：
stack:&ptr1-000000000061FE18 | &ptr2-000000000061FE10
heap:ptr1-0000000000B05E00 | ptr2-0000000000B05E20
realloc ptr1 -> 2 * sizeof(int):0000000000B05E00
realloc ptr1 -> 20 * sizeof(int):0000000000B06E50

Process returned 0 (0x0)   execution time : 0.052 s
Press any key to continue.


为什么运行结果发现堆比栈的内存地址还大
不应该是栈比堆在内存空间的位置更高吗？

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FishC_GPT

2023-11-26 23:02:10

在你的测试代码中，ptr1和ptr2是指向堆内存分配的指针。由于内存布局的原因，栈内存通常位于高地址，而堆内存通常位于低地址。因此，从理论上讲，栈的地址应该比堆的地址更高。

然而，在实际情况下，如你所观察到的，堆的地址似乎更高，这是由于编译器和操作系统的具体实现方式引起的。具体来说，当你运行程序时，操作系统会为进程分配虚拟地址空间，并将其划分为不同的区域，如代码区、数据区（包括全局变量和静态变量）、堆和栈等。

栈通常是预先分配的，它的地址确实位于高地址段，所以栈的地址是递减的。而堆是在运行时动态分配的，操作系统会根据需要动态分配内存，因此堆的地址是递增的。

另外，需要注意的是，栈和堆之间存在一定的间隔或重叠，所以栈的地址和堆的地址并不总是严格遵循高地址和低地址的关系。

总的来说，堆和栈的内存地址并不遵循一个固定的规则。根据操作系统和编译器的不同实现，它们的位置可能会有所不同。因此，在编程中，不应该依赖于堆和栈的地址相对关系，而是应该使用指针来访问它们所指向的内存区域。

以上回复来自 -- ChatGPT（FishC官方接口），如未能正确解答您的问题，请继续追问。

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FishC_GPT

在你的测试代码中，ptr1和ptr2是指向堆内存分配的指针。由于内存布局的原因，栈内存通常位于高地址，而堆内存通常位于低地址。因此，从理论上讲，栈的地址应该比堆的地址更高。

然而，在实际情况下，如你所观察到的，堆的地址似乎更高，这是由于编译器和操作系统的具体实现方式引起的。具体来说，当你运行程序时，操作系统会为进程分配虚拟地址空间，并将其划分为不同的区域，如代码区、数据区（包括全局变量和静态变量）、堆和栈等。

栈通常是预先分配的，它的地址确实位于高地址段，所以栈的地址是递减的。而堆是在运行时动态分配的，操作系统会根据需要动态分配内存，因此堆的地址是递增的。

另外，需要注意的是，栈和堆之间存在一定的间隔或重叠，所以栈的地址和堆的地址并不总是严格遵循高地址和低地址的关系。

总的来说，堆和栈的内存地址并不遵循一个固定的规则。根据操作系统和编译器的不同实现，它们的位置可能会有所不同。因此，在编程中，不应该依赖于堆和栈的地址相对关系，而是应该使用指针来访问它们所指向的内存区域。

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BaysideLizard

FishC_GPT 发表于 2023-11-26 23:02
在你的测试代码中，ptr1和ptr2是指向堆内存分配的指针。由于内存布局的原因，栈内存通常位于高地址，而堆内 ...

那也就是说“栈的地址应该比堆的地址更高”的这个规律并不是一直满足吗？

FishC_GPT

BaysideLizard 发表于 2023-11-26 23:06
那也就是说“栈的地址应该比堆的地址更高”的这个规律 ...

是的，栈的地址比堆的地址更高这个规律在理论上是成立的，但在实际情况下并不一定总是满足。由于编译器和操作系统的不同实现，以及程序运行时的动态分配等因素，栈和堆的地址可能会有所变化。有时候你可能会观察到堆的地址比栈的地址更高，这完全是正常的。因此，在编写程序时，应该避免依赖于堆和栈的地址顺序，而应该使用指针来正确访问它们所指向的内存区域。

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BaysideLizard

FishC_GPT 发表于 2023-11-26 23:06
是的，栈的地址比堆的地址更高这个规律在理论上是成立的，但在实际情况下并不一定总是满足。由于编译器和 ...

不过堆的地址的确是递增的，栈的地址的确是递减的

FishC_GPT

BaysideLizard 发表于 2023-11-26 23:11
不过堆的地址的确是递增的，栈的地址的确是递减的

是的，我之前的回答有些错误。实际上，堆的地址通常是递增的，而栈的地址通常是递减的。这是由于在内存布局中，栈的顶部在高地址处，而堆的底部在低地址处。

栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构，它用于管理函数调用和局部变量等信息。每当一个函数被调用时，栈会分配一段内存来保存函数的局部变量和其他相关信息。当函数执行完毕，栈会释放相应的内存，使得栈指针移动到较低的地址。因此，栈的地址通常是递减的。

堆是一种用于动态分配内存的机制，它的地址通常是递增的。当你在程序中使用malloc()或new等函数来申请堆内存时，操作系统会在堆中寻找合适的空间进行分配。由于堆是在运行时动态分配的，其地址会随着分配的顺序递增。

需要注意的是，栈和堆之间的确存在一定的间隔或重叠，并且根据编译器和操作系统的不同实现，它们的具体位置可能会有所不同。因此，在编程过程中，我们不能依赖于堆和栈的地址顺序，而是应该使用指针来正确访问它们所指向的内存区域。

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