C：内存中的循环、条件、结构

Question

这个问题可能听起来微不足道，但我知道每当一个函数开始执行时，都会在堆栈中为函数的所有局部变量等创建一个堆栈帧，但我不明白当 for 循环开始执行或if 条件中的代码开始执行。将它们视为在函数的堆栈框架内执行似乎是不合理的，因为它们有自己的范围，因此也有自己的局部变量。但是，它们可以访问它们上面的函数的变量，因此这似乎暗示它们在函数的堆栈框架内。

那么有人可以帮我解决这个问题吗？

它们在执行时实际位于内存中的什么位置？

同样的问题出现在结构上，它们有自己的作用域，它们不是指针，而只是更大的“盒子”，包含整数、char*s 等。

Answer 1

循环（或任何其他类似块的构造，例如 if-else 语句）不类似于函数。函数是一个自治实体。它本身就是一个完整的计算。当你调用一个函数时，一个函数的指令、语句和表达式只能访问——除了全局变量——函数的局部变量和参数（诀窍是参数可以绑定到调用函数的局部变量、它们的地址等） .

但是，循环、if-else 或任何其他类型的块都是函数的一部分。它不是单独的计算单元。 它们没有被“调用”。它们只是被触及并执行。

块具有范围这一事实并不意味着它们需要单独的堆栈帧。 进入新作用域时不会创建栈帧。 调用函数时会创建栈帧，因为栈与控制流管理有关（例如，栈帧需要保存函数的返回地址）函数。）

是的，嵌套作用域中变量的分配和销毁可以用堆栈来表示，但这不是调用堆栈。这是某种“范围堆栈”，它纯粹是概念性的.让我用一个例子来证明这一点：

void foo()
{
    int a = 42;       // 'a' is declared and is in scope.
                      // Let's pretend its address is 0x1000.

    {
        int b = 1337; // 'b' is declared and in scope.
                      // Let's pretend its address is 0x1004.
    }

    // here, 'b' is destroyed. Nothing is "popped" out of the stack
    // at runtime – it's merely that the compiler can detect that the
    // name 'b' is not in scope anymore. And hence:

    int c = 0; // it may now reuse the former address of 'b', 0x1004,
               // for storing 'c'.
               // Each of these 3 variables reside within the same stack frame.
}

至于结构：这又是完全不同的东西。如果你声明一个结构类型的变量，那么将分配足够大的内存块来按顺序保存结构的所有成员。内存方面，“没有结构”。结构中只有成员，一一分配，正确对齐。 struct 只是一个抽象。

Answer 2

在实际中，变量存在于函数的主栈帧中。您只是不能在声明它的子块之外的任何地方引用它。并不是说每次通过循环都不断地创建和销毁变量。所以更多的问题是编译器允许你通过它的名字来引用它，而不是它的实际存在。