C中自动局部变量是存放在栈中的吗？

Question

好吧，我知道

main()

的自动局部变量以及任何函数自动局部变量都存储在堆栈中，但是当我在 gcc 版本 4.6.3 上尝试以下代码时：

#include <stdio.h>

    int main(int argc, char *argv[]) {

        int var1;
        int var2;
        int var3;
        int var4;
        printf("%p\n%p\n%p\n%p\n",&var1,&var2,&var3,&var4);
        }

结果是：

0xbfca41e0
0xbfca41e4
0xbfca41e8
0xbfca41ec

根据结果

var4

在栈顶，

var1

在栈底，栈指针现在指向

var1

地址下面的地址....但是为什么

var4

在 堆栈顶部，

var1

在底部......它在

var1

之后声明，所以我认为从逻辑上讲，

var1

应该位于堆栈顶部，而

var1

之后声明的任何变量都应该位于堆栈下方 它在内存中......所以在我的例子中是这样的：

>>var1  at 0xbfca41ec
>>var2  at 0xbfca41e8
>>var3  at 0xbfca41e4
>>var4  at 0xbfca41e0
>>and stack pointer pointing here  
..
..

---

编辑1：

阅读@AusCBloke的评论后，我尝试了以下代码：

#include <stdio.h>


 void fun(){
 int var1;
 int var2;
 printf("inside the function\n");
 printf("%p\n%p\n",&var1,&var2);

 }


 int main(int argc, char *argv[]) {


int var1;
int var2;
int var3;
int var4;



printf("inside the main\n");
printf("%p\n%p\n%p\n%p\n",&var1,&var2,&var3,&var4);
fun();
return 0;
}

结果：

inside the main
0xbfe82d60
0xbfe82d64
0xbfe82d68
0xbfe82d6c
inside the function
0xbfe82d28
0xbfe82d2c

因此

fun()

堆栈帧内的变量位于

main()

堆栈帧内的变量下方，根据堆栈的性质，这是正确的，..但在同一堆栈帧内，不必从上到下排序.

谢谢@AusCBloke.....你的评论对我帮助很大

Answer 1

不要求这些变量按照声明的顺序进行分配。它们可以被编译器移动，甚至完全优化掉。如果您需要相对地址保持不变，请使用

struct

。

Answer 2

具有自动存储期限的对象通常存储在堆栈中，但语言标准并不要求这样做。事实上，标准（链接是最新的预发布 C11 草案） 甚至没有提到“堆栈”这个词。

不幸的是，“堆栈”这个词是含糊不清的。

从最抽象的意义上讲，堆栈是一种数据结构，其中最近添加的项将首先被删除（后进先出，或 LIFO）。关于具有自动存储持续时间的对象的生命周期的要求（即，在没有

static

关键字的函数中定义的对象）意味着 some 类堆栈分配。

“堆栈”一词也常用于指代连续的内存区域，通常由指向最顶层元素的“堆栈指针”控制。通过将堆栈指针移离基址，堆栈会增长；通过将堆栈指针移向基址，堆栈会缩小。 （它可以向任一方向增长，向更高或更低的内存地址增长。）大多数 C 编译器使用这种连续堆栈来实现自动对象，但并非全部都这样做。 IBM 大型机系统已经有 C 编译器，它们为来自类似堆的结构的函数调用分配存储空间，并且嵌套调用的地址不需要统一按升序或降序排列。

这是一种不寻常的实现，并且有充分的理由表明这种方法不常用（连续堆栈更简单、更高效，并且通常由 CPU 支持）。但是 C 标准经过精心编写，以避免需要特定的方案，并且经过精心编写的可移植 C 代码将正确工作，无论编译器选择哪种方法。 你不需要知道。关于

var1

的地址，您真正需要知道的是它是

&var1

。如果你写

if (&var1 < &var2) { ... }

，那么你可能做错了什么（顺便说一句，该表达式的行为未定义）。

这是标准答案C。我看到你的问题被标记为gcc。据我所知，所有版本的 gcc 都使用连续的堆栈。但即便如此，利用这一点也几乎没有任何好处。

Answer 3

在许多（大多数）现代平台上，堆栈从内存中的较高地址增长到较低地址。 IE。当您启动程序时，堆栈指针立即被放置到内存中的某个地址，该地址由程序中的最大堆栈大小决定。一旦东西被推入堆栈，堆栈指针实际上会移动向下。

Answer 4

我可能是错的，但堆栈从较低的内存地址开始，然后添加到其中。所以 var4 位于顶部是正确的。毕竟它是一个堆栈！

编辑：其背后的汇编代码的堆栈指针位于内存堆栈的底部，每当添加数据时，堆栈指针就会递增，以便下一个变量落在顶部。

Answer 5

我 99.9999% 确信答案是 是的。 另外，堆栈在 Intel 架构机器上向下增长，而不是向上增长。下部区域成为堆栈的虚拟“顶部”（可以说，它是颠倒的）。

因此从技术上讲，变量在堆栈内存中的顺序是正确的。

编辑： 不过，这可能仍然是特定于编译器的。

Answer 6

#include <stdio.h>
void func() {
    double a = 1;
    double b = 2;
    int c = 4;
    double d = 8;

    printf("Address of a: %p\n", (void*)&a);
    printf("Address of b: %p\n", (void*)&b);
    printf("Address of c: %p\n", (void*)&c);
    printf("Address of d: %p\n", (void*)&d);
}
int main() {
    func();
}

“一个函数中的变量可能会被编译器移动，甚至被优化”
确实如此，我用 int 和 double 进行测试，结果似乎更难以预测，如下所示：

Address of a: 0x7fff7ea8b560
Address of b: 0x7fff7ea8b568
Address of c: 0x7fff7ea8b55c
Address of d: 0x7fff7ea8b570

地址先上下再上！