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我在 Ubuntu 12.10 x86_64 上使用 gcc 版本 4.7.2。

首先是我终端上数据类型的大小：

sizeof(char) = 1    

sizeof(short) = 2          sizeof(int) = 4
sizeof(long) = 8           sizeof(long long) = 8

sizeof(float) = 4          sizeof(double) = 8
sizeof(long double) = 16

现在请看一下这段代码片段：

int main(void)
{   
    char c = 'a';
    printf("&c = %p\n", &c);
    return 0;
}

如果我没记错的话，我们无法预测c. 但是每次这个程序都会给出一些以 . 结尾的随机十六进制地址f。所以下一个可用位置将是一些以 . 结尾的十六进制值0。在其他数据类型的情况下，我也观察到了这种模式。对于 int 值，地址是一些以 . 结尾的十六进制值c。对于双精度，它是一些随机的十六进制值8，以此类推。

所以我在这里有两个问题。

1) 谁在管理这种内存分配？它是 gcc 还是 C 标准？

2）不管是谁，为什么会这样？为什么变量以这样一种方式存储，即下一个可用内存位置从以 结尾的十六进制值开始0？有什么具体的好处吗？

现在请看一下这段代码片段：

int main(void)
{   
    double a = 10.2;
    int b = 20;
    char c = 30;
    short d = 40;

    printf("&a = %p\n", &a);
    printf("&b = %p\n", &b);
    printf("&c = %p\n", &c);
    printf("&d = %p\n", &d);

    return 0;
}

现在在这里我观察到的对我来说是全新的。我认为变量会按照它们声明的顺序存储。但不是！事实并非如此。这是随机运行之一的示例输出：

&a = 0x7fff8686a698
&b = 0x7fff8686a694
&c = 0x7fff8686a691
&d = 0x7fff8686a692

似乎变量按其大小的递增顺序排序，然后以相同的排序顺序存储，但保持观察 1。即最后一个变量（最大的变量）以这样一种方式存储，即下一个可用内存位置是以 .结尾的十六进制值0。

以下是我的问题：

3）谁是幕后黑手？它是 gcc 还是 C 标准？

4）为什么要浪费时间先对变量进行排序然后分配内存，而不是在“先到先得”的基础上直接分配内存？这种排序然后分配内存有什么特别的好处吗？

现在请看一下这段代码片段：

int main(void)
{   
    char array1[] = {1, 2};
    int array2[] = {1, 2, 3};

    printf("&array1[0] = %p\n", &array1[0]);
    printf("&array1[1] = %p\n\n", &array1[1]);

    printf("&array2[0] = %p\n", &array2[0]);
    printf("&array2[1] = %p\n", &array2[1]);
    printf("&array2[2] = %p\n", &array2[2]);

    return 0;
}

现在这对我来说也很震惊。我观察到的是，如果数组总是存储在某个以“0”结尾的随机十六进制值中，elements of an array >= 2并且如果elements < 2 它在观察 1 之后获得内存位置。

所以这是我的问题：

5) 谁在这个以 thing 结尾的随机十六进制值存储数组的背后0？它是 gcc 还是 C 标准？

6）现在为什么要浪费内存？我的意思是array2可以在之后立即存储array1（因此array2内存位置会以 结尾2）。但不是将其array2存储在下一个十六进制值处，0从而在其间留下 14 个内存位置。有什么具体的好处吗？

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堆栈和堆开始的地址由操作系统提供给进程。其他一切都由编译器决定，使用编译时已知的偏移量。其中一些事情可能遵循您的目标架构中遵循的现有约定，而其中一些则不遵循。

C 标准没有规定任何关于堆栈框架内局部变量的顺序的内容（正如评论中所指出的，它甚至根本没有规定使用堆栈）。当涉及到结构时，该标准只需要定义顺序，即使那样，它也没有定义特定的偏移量，只是这些偏移量必须按递增顺序排列。通常，编译器尝试以这样一种方式对齐变量，即访问它们需要尽可能少的 CPU 指令 - 并且标准允许这样做，而不是强制它。

于 2013-04-20T15:12:06.727 回答
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部分原因是系统和处理器的应用程序二进制接口(ABI) 规范规定的。

请参阅x86 调用约定和SVR4 x86-64 ABI 补充（我提供的是最近副本的 URL；最新的原件在 Web 上很难找到）。

在给定的调用框架内，编译器可以将变量放置在任意堆栈槽中。它可能会尝试（在优化时）随意重组堆栈，例如通过减少对齐约束。你不应该担心这一点。

编译器尝试将局部变量以适当的对齐方式放在堆栈位置。请参阅 GCC 的alignof扩展。编译器将这些变量放在哪里并不重要，请参阅我的答案。（如果它对您的代码很重要，您真的应该将变量打包在一个通用的 localstruct中，因为每个编译器、版本和优化标志都可以做不同的事情；所以不要依赖于特定编译器的精确行为）。

于 2013-04-20T15:02:03.313 回答