C语言使用函数调用在内存中究竟发生了什么？

C语言使用函数调用，我们再熟悉不过了，但是函数调用在内存中究竟发生了什么真的清楚吗？只有搞清楚内存里的内幕，才算完全搞懂函数的调用。

这里涉及一个知识点：栈。不管是函数执行还是函数调用，一定要开辟一段内存空间，这块空间就是栈。

栈是一种“后进先出(FILO)”的逻辑结构，比如一堆碗，最先洗完的碗放在最下面，最后洗完的在最上面，吃饭的时候从最上面开始拿。

最上面的碗我们称之为栈顶，最底下的碗我们称之为栈底，在内存中栈顶是低地址，栈底是高地址。

这里我们可以发现，根据碗的堆叠顺序知道栈是从高地址往低地址分配内存的，与其它的内存地址从低到高分配内存有所不同。

栈内存的大小由函数定义的局部变量的具体情况而定，另外，一个程序里的所有函数的栈内存在逻辑上是连在一起的，比如a函数分配了一段栈内存，此时a函数又调用了b函数，那么b函数的栈内存会接着在a函数栈内存之后去分配，依次类推。

废话不多说，来看一张函数调用的图：

main函数运行时，系统会为main函数分配一个栈帧，用来存放main函数中定义的局部变量(还有其他数据，此处略过不计）。

总结几点比较重要的：

一、栈在函数调用中起着非常重要的作用：

向被调用函数传递参数，参数从右往左依次push到栈中；

保存函数的非静态局部变量；

返回函数的返回值

保存上下文的环境，保留之前的数据，比如：返回地址、寄存器的值等，这些值会被存到栈中。

二、每个函数的栈帧都是独立存在的，里面的局部变量也是相对独立的，当执行调用fun1函数时，系统又会马上给fun1函数分配一个栈帧，其中main里面的x、y和fun1里面的a、b，它们各自在不同的内存空间。

注意，执行fun1函数的时候，main函数并没有退出，它的栈帧也没有消失，fun1函数的栈帧是堆叠在main函数的栈帧下面的，如果fun1函数还调用了其它函数，那么栈内存就继续向下增长。

三、栈内存它是临时性的，相应函数的退出(比如fun1函数执行完return返回c 之后)，栈帧就会被释放，也就是这块栈空间被释放(系统回收)，然后随着逐个函数的退出，栈空间也逐个从下往上退出。

四、一个程序的栈是由若干段函数的栈帧组成的，栈帧的长度取决于对应函数的局部变量的个数和类型，因此，在开发的时候，我们应尽量不要定义太大、太多的局部变量，占用内存太大的数据考虑使用堆内存。

最后，如果搞懂了函数调用背后的原理(当然其实还有很多细节)，遇到问题的时候才能做到从容不迫。

审核编辑：刘清