프로그램을 실행시키면 운영체제는 우리가 실행시킨 프로그램을 위해 메모리 공간을 할당해준다.
할당되는 메모리 공간은 크게 스택(Stack), 힙(Heap), 데이터(Data)영역으로 나뉘어진다.
이러한 메모리 공간이 어떠한 용도로 언제, 어디서 할당되는지 알아보도록 하자.
할당 시기 : 프로그램이 실행될 때마다
할당 장소 : 메인 메모리(RAM)
할당 용도 : 프로그램 실행 시 필요한 메모리 공간(지역변수, 전역변수 선언을 위해) 할당
데이터(Data) 영역
- 전역 변수와 static 변수가 할당되는 영역
- 프로그램의 시작과 동시에 할당되고, 프로그램이 종료되어야 메모리에서 소멸됨
#include <stdio.h>
int a = 10; // 데이터 영역에 할당
int b = 20; // 데이터 영역에 할당
int main() {
...
return 0;
}
위와 같은 코드에서 int형 변수 a, b는 프로그램 실행시, main 함수가 호출되기 전에 데이터 영역에 할당된다.
그렇기 때문에 프로그램이 종료될 때까지 메모리상에 존재한다.
(전역변수가 프로그램이 종료될 때 까지 존재하는 이유)
스택(Stack) 영역
- 함수 호출 시 생성되는 지역 변수와 매개 변수가 저장되는 영역
- 함수 호출이 완료되면 사라짐
#include <stdio.h>
void fct1(int);
void fct2(int);
int a = 10; // 데이터 영역에 할당
int b = 20; // 데이터 영역에 할당
int main() {
int i = 100; // 지역변수 i가 스택 영역에 할당
fct1(i);
fct2(i);
return 0;
}
void fct1(int c) {
int d = 30; // 매개변수 c와 지역변수 d가 스택영역에 할당
}
void fct2(int e) {
int f = 40; // 매개변수 e와 지역변수 f가 스택영역에 할당
}
main함수와 fct1, fct2라는 함수를 추가하였다.
a, b를 데이터 영역에 할당한 뒤에 main함수를 호출하면서 int형 변수 i는 지역변수로서 스택영역에 할당된다.
그 뒤에 fct1()이라는 함수를 호출하면서 fct1함수의 매개변수인 c와 d가 스택영역에 할당된다.
fct1()이라는 함수호출이 끝나면 c와 d는 스택영역에서 삭제되며,
그 뒤 fct2()라는 함수를 호출하면서 매개변수 e와 지역변수 f가 스택영역에 할당된다.
스택영역은 그 이름그대로 스택의 성질을 띄고있다.
힙(Heap) 영역
- 필요에 의해 동적으로 메모리를 할당 할 때 사용
지금까지 데이터영역과 스택영역을 알아보았는데, 저 두가지 영역만 있으면 코드를 문제없이 짤 수 있을것 처럼 보인다.
그럼 힙영역은 왜 필요한 것일까?
힙 영역은 왜 필요할까?
제일 첫번째 그림을 보면 힙 영역은 프로그래머가 할당한다고 되어있다.
그럼 언제 할당을 할까?
배열을 예를들어서 설명을 하겠다.
우리는 배열을 선언할때 상수로 선언을 한다.
int main() {
// 정상적인 배열선언
int arr[10];
// 비 정상적인 배열선언
int i = 0;
scanf("%d", &i);
int arr[i];
return 0;
}
배열의 길이를 사용자가 입력한 숫자로 잡아주는 것은 비 정상적인 배열선언이다. 왜 비 정상적일까?
메모리 구조에 대해서 잘 파악하고 있다면 당연한 이야기다.
제일 첫번째 그림을 다시보자, 스택 영역에 할당될 메모리의 크기는 컴파일 타임(컴파일 하는 동안)에 결정된다고 되어있다.
정상적인 배열 선언의 경우 arr이라는 배열의 크기가 40바이트 라는것을 알 수 있다.
하지만 비 정상적인 배열선언의 경우 i의 크기가 4바이트 라는 것을 알 수 는 있으나, arr이라는 배열의 크기는 알 수 없다.
그렇다면 다음과 같이 배열을 선언할 때는 문제가 없을까?
int main() {
int i = 10;
int arr[i];
return 0;
}
i 라는 변수가 10이기 때문에 arr이라는 배열의 크기가 10이라는 것을 알 수 있지 않을까?
결과는 아니다.
컴파일을 하는 동안 i가 4바이트의 크기라는 것을 알 수는 있으나, 그 값이 10으로 초기화 되었다는 사실은 무시하고 넘어간다. 값이 10으로 초기화 되었다는 사실은 실행되는 동안, 즉 런타임에 결정된다.
그렇기 때문에 컴파일러는 arr의 크기가 40바이트가 된다는 사실을 알 수 없다.
사용자의 요구에 맞게 메모리를 할당해 주기 위해서는(런타임에 메모리 크기를 결정하고 싶을 때) 메모리 동적 할당을 통해 힙 영역에 메모리를 할당해야 한다.
힙 영역 : 할당해야 할 메모리의 크기를 프로그램이 실행되는 동안 결정해야 하는 경우(런 타임때) 유용하게 사용되는 공간
힙 영역을 사용하기 위해서는 동적할당에 대해서 공부하여야 한다.
2014/06/26 - [Programming/C언어] - [C] malloc, calloc, realloc을 이용한 메모리 동적 할당
Source by: http://dsnight.tistory.com/50
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