C语言中函数和变量的内存分配

根据C编译器的版本和编译器标志，可以在函数中的任何位置初始化变量（据我所知）

我习惯于将所有变量放在函数的顶部，但是讨论开始于变量的内存使用，如果在函数的任何其他位置定义的话

下面我写了两个简短的例子，我想知道是否有人可以向我解释（或验证）内存是如何分配的

示例1：变量y是在一个可能的return语句之后定义的，因此这个变量可能不会被使用，据我所知，这并不重要，如果变量放在函数的顶部，代码（内存分配）将是相同的。这是正确的吗

示例2：变量x在循环中初始化，这意味着该变量的作用域仅在此循环中，但该变量的内存使用情况如何？如果放在函数顶部，会有什么不同吗？或者只是在函数调用时在堆栈上初始化

编辑：总结一个主要问题： 减小变量的范围或更改第一次使用的位置（因此在其他任何地方而不是顶部）是否会对内存使用产生任何影响

代码示例1

static void Function(void){
 uint8_t x = 0;

 //code changing x
 if(x == 2)
 {
  return;
 }

 uint8_t y  = 0;    
 //more code changing y
}

代码示例2

static void LoopFunction(void){
 uint8_t i = 0;

 for(i =0; i < 100; i ++)
 {
  uint8_t x = i;
  // do some calculations
  uartTxLine("%d", x); 
 }

 //more code
}

静态void循环函数（void）{
uint8_t i=0；
对于（i=0；i<100；i++）
{
uint8_t x=i；
//做一些计算
uartTxLine（“%d”，x）；
}
//更多代码
}

我习惯于把所有变量都放在函数的顶部

这在旧版本的C中曾经是必需的，但现代编译器放弃了这一要求。只要他们在第一次使用时知道变量的类型，编译器就拥有他们所需要的所有信息

我想知道是否有人能解释一下内存是如何分配的

编译器决定如何在自动存储区中分配内存。实现不限于为每个变量指定一个单独位置的方法。它们可以重用超出范围的变量的位置，也可以重用在某一点之后不再使用的变量的位置

在第一个示例中，允许变量

y

使用变量

x

以前占用的空间，因为

y

的第一个使用点位于

x

的最后一个使用点之后

---

在第二个示例中，循环中用于

x

的空间可以重新用于其他变量，您可以在

//更多代码
区域中声明这些变量。
基本上，故事是这样的。在原始汇编程序中调用函数时，通常在进入函数时将函数使用的所有内容存储在堆栈上，并在离开时将其清理干净。某些CPU和ABI可能具有调用约定，该约定涉及参数的自动堆叠

可能正因为如此，C和许多其他旧语言要求所有变量必须在函数顶部（或作用域顶部）声明，以便
{}
反映堆栈上的push/pop

大约在80/90年代左右，编译器开始高效地优化此类代码，因为他们只会在局部变量首次使用时为其分配空间，而在不再使用时取消分配空间。无论该变量在何处声明，对于优化编译器来说都无关紧要

同时，C++取消了C所具有的变量声明限制，并允许变量在任何地方声明。然而，C在1999年之前并没有用更新的C99标准来解决这个问题。在现代C语言中，您可以到处声明变量
因此，除非您使用的是非常古老的编译器，否则两个示例之间绝对没有性能差异。然而，尽可能缩小变量的范围被认为是良好的编程实践，尽管这样做不应该以牺牲可读性为代价

虽然这只是一个风格问题，但我个人更喜欢这样写你的函数：

（请注意，您对uint8\u t使用了错误的printf格式说明符）

#包括
静态void循环函数（void）
{
对于（uint8_t i=0；i<100；i++）
{
uint8_t x=i；
//做一些计算
uartTxLine（“%”PRIu8，x）；
}
//更多代码
}
旧C只允许在块的顶部声明（和初始化）变量。您可以在块内的任何位置初始化一个新块（一对
{
和
}
字符），这样您就可以使用它们在代码旁边声明变量：

... /* inside a block */
{ int x = 3;
    /* use x */
} /* x is not adressabel past this point */

您可以在
switch
语句、
if
语句和
while
和
do
语句中执行此操作（可以初始化新块的任何地方）

现在，您可以在允许语句的任何位置声明变量，并且该变量的范围从声明点一直到您声明它的内部嵌套块的末尾

编译器决定何时为局部变量分配存储，因此，您可以在创建堆栈帧时（这是gcc方式，因为它只分配一次局部变量）或在定义块中输入时（例如，Microsoft C采用这种方式）分配所有这些存储在运行时分配空间需要在运行时推进堆栈指针，因此，如果每个堆栈帧只执行一次，则会节省cpu周期（但会浪费内存位置）。这里重要的一点是，不允许您引用其范围定义之外的变量位置，因此如果您尝试这样做，您将得到未定义的行为。我发现了一个在互联网上运行了很长时间的老bug，因为没有人花时间使用Microsoft-C编译器编译那个程序（失败了）
... /* inside a block */
{ int x = 3;
    /* use x */
} /* x is not adressabel past this point */

int main()
{
    struct bla_bla *pointer_to_x;
    ...
    if (something) {
        struct bla_bla x;
        ...
        pointer_to_x = &x;
    }
    /* x does not exist (but it did in gcc) */
    do_something_to_bla_bla(pointer_to_x); /* wrong, x doesn't exist */
} /* main */

int main()
{
    struct bla_bla *pointer_to_x;
    ...
    if (something) {
        static struct bla_bla x;  /* now global ---even if scoped */
        ...
        pointer_to_x = &x;
    }
    /* x is not visible, but exists, so pointer_to_x continues to be valid */
    do_something_to_bla_bla(pointer_to_x); /* correct now */
} /* main */