c - 由于变量被更频繁地释放，使较小的函数通常在内存方面更有效吗？

Question

在 C 中，将工作划分为 5 个函数而不是一个大函数是否会提高内存效率，因为在给定时间内存中的变量更少，因为堆栈帧被更频繁地释放？它是否取决于编译器和优化？如果是这样，在什么编译器中速度更快？

给出的答案有很多局部变量，堆栈帧来自集中式 main 而不是在彼此之上创建。

我知道将函数分解成更小函数的其他优点。请仅就内存使用情况回答此问题。

Answer 1

它可能减少程序堆栈使用的“高水位线”，如果是这样，可能减少程序的整体内存需求。

是的，这取决于优化。如果优化器内联函数调用，您可能会发现所有内联函数的所有变量都被包装到一个大堆栈框架中。任何值得使用的编译器都能够内联[*]，所以它能发生的事实并不取决于编译器。具体发生的时间会有所不同。

但是，如果您的局部变量很小，那么您的程序很少会使用比启动时自动分配给您更多的堆栈。除非您超出了最初给定的范围，否则您使用多少对整体内存要求没有影响。

如果您要在堆栈上放置非常大的结构(几千字节)，或者如果您在一台千字节即大量内存的机器上，那么它可能会对整体内存使用产生影响。因此，如果您所说的“很多局部变量”是指几十个 int 和指针，那么不，您所做的任何事情都不会产生任何显着差异。如果“很多局部变量”是指几十个 10k 缓冲区，或者如果你的函数递归非常深，以至于你有几十个 int 的数百个级别，那么它是最不可能的它可能会有所不同，具体取决于操作系统和配置。

栈和堆通过通用RAM向彼此生长，中间的空闲内存可以被其中任何一个平等使用的模型已经过时了。除了极少数、非常受限的系统外，内存模型不再以这种方式设计。在现代操作系统中，我们有所谓的“虚拟内存”，堆栈空间一次一页地分配给您的程序。它们中的大多数在使用时自动分配更多的堆栈页面，直到通常非常大的配置限制。一些不会自动扩展堆栈(我最后一次使用 Symbian，那是几年前的事了，尽管可以说 Symbian 不是“现代”操作系统)。如果您使用的是嵌入式操作系统，请查看手册中关于堆栈的内容。

无论哪种方式，唯一影响总内存使用的是您在任何时候需要多少页堆栈。如果您的系统自动扩展堆栈，您甚至不会注意到您使用了多少。如果不是，您将需要确保为程序的高水位标记提供足够的堆栈，而此时您可能会注意到堆栈使用过多。

简而言之，这是理论上有所不同的事情之一，但在实践中，这种差异几乎总是微不足道的。仅当您的程序使用与其运行环境的资源相关的大量堆栈时，它才重要。

[*] 使用基本上是非优化汇编程序的 C 编译器的 PIC 或其他 C 语言编程人员可能会被冒犯，因为我称他们的编译器“不值得使用”。此类设备上的堆栈与“典型”系统截然不同，因此无论如何答案都是不同的。