C++ 堆、栈、自由存储区、全局静态存储区和常量存储区

文章来自一个论坛里的回帖，哪个论坛记不得了！    在C++中，内存分成5个区，他们分别是堆、栈、自由存储区、全局/静态存储区和常量存储区。
    栈，就是那些由编译器在需要的时候分配，在不需要的时候自动清除的变量存储区。里面的变量通常是局部变量、函数参数等。
    堆，就是那些由new分配的内存块，他们的释放编译器不去管，由我们的应用程序去控制，一般一个new就要对应一个delete。如果程序员没有释放掉，那么在程序结束后，操作系统会自动回收。
    自由存储区，就是那些由malloc等分配的内存块，他和堆是十分相似的，不过它是用free来结束自己的生命的。
    全局/静态存储区，全局变量和静态变量被分配到同一块内存中，在以前的C语言中，全局变量又分为初始化的和未初始化的（初始化的全局变量和静态变量在一块区域，未初始化的全局变量与静态变量在相邻的另一块区域，同时未被初始化的对象存储区可以通过void*来访问和操纵，程序结束后由系统自行释放），在C++里面没有这个区分了，他们共同占用同一块内存区。
    常量存储区，这是一块比较特殊的存储区，他们里面存放的是常量，不允许修改（当然，你要通过非正当手段也可以修改，而且方法很多）
明确区分堆与栈//main.cpp
int a = 0; 全局初始化区
char *p1; 全局未初始化区
main()
{
int b; /// 栈
char s[] = "abc"; /// 栈
char *p2; /// 栈
char *p3 = "123456"; /// 123456在常量区，p3在栈上。
static int c =0； /// 全局（静态）初始化区/// p1与p2在栈区，malloc分配得来的10和20字节的区域就在堆区。
char *p1 = (char *)malloc(10);
char *p2 = (char *)malloc(20);/// 123456放在常量区，编译器可能会将它与p3所指向的"123456"优化成一个地方。
strcpy(p1, "123456");} 存放在堆区和栈区的问题
栈在被调函数启用时，该函数中的相关非静态变量或指针存放大其中，malloc分配的内存空间放到堆区，但malloc分配的后返回的指针在栈区。
堆和栈的理论知识
申请方式
栈stack:
由系统自动分配。例如，声明在函数中一个局部变量 int b; 系统自动在栈中为b开辟空间
堆heap:
需要程序员自己申请，并指明大小，在c中malloc函数
如p1 = (char *)malloc(10);
在C++中用new运算符
如p2 = (char *)malloc(10);
但是注意p1、p2本身是在栈中的。
    在bbs上，堆与栈的区分问题，似乎是一个永恒的话题，由此可见，初学者对此往往是混淆不清的，所以我决定拿他第一个开刀。
    首先，我们举一个例子：
    void f() { int* p=new int[5]; }
    这条短短的一句话就包含了堆与栈，看到new，我们首先就应该想到，我们分配了一块堆内存，那么指针p呢？他分配的是一块栈内存，所以这句话的意思就是：在栈内存中存放了一个指向一块堆内存的指针p。在程序会先确定在堆中分配内存的大小，然后调用operator new分配内存，然后返回这块内存的首地址，放入栈中，他在VC6下的汇编代码如下：
    00401028   push        14h
    0040102A   call        operator new (00401060)
    0040102F   add         esp,4
    00401032   mov         dword ptr [ebp-8],eax
    00401035   mov         eax,dword ptr [ebp-8]
    00401038   mov         dword ptr [ebp-4],eax
    这里，我们为了简单并没有释放内存，那么该怎么去释放呢？是delete p么？噢，错了，应该是delete []p，这是为了告诉编译器：我删除的是一个数组，VC6就会根据相应的Cookie信息去进行释放内存的工作。
    好了，我们回到我们的主题：堆和栈究竟有什么区别？
    主要的区别由以下几点：
    1、管理方式不同；
    2、空间大小不同；
    3、能否产生碎片不同；
    4、生长方向不同；
    5、分配方式不同；
    6、分配效率不同；
    管理方式：对于栈来讲，是由编译器自动管理，无需我们手工控制；对于堆来说，释放工作由程序员控制，容易产生memory leak。
    空间大小：一般来讲在32位系统下，堆内存可以达到4G的空间，从这个角度来看堆内存几乎是没有什么限制的。但是对于栈来讲，一般都是有一定的空间大小的，例如，在VC6下面，默认的栈空间大小是1M（好像是，记不清楚了）。当然，我们可以修改：
    打开工程，依次操作菜单如下：Project->Setting->Link，在Category 中选中Output，然后在Reserve中设定堆栈的最大值和commit。
注意：reserve最小值为4Byte；commit是保留在虚拟内存的页文件里面，它设置的较大会使栈开辟较大的值，可能增加内存的开销和启动时间。
    碎片问题：对于堆来讲，频繁的new/delete势必会造成内存空间的不连续，从而造成大量的碎片，使程序效率降低。对于栈来讲，则不会存在这个问题，因为栈是先进后出的队列，他们是如此的一一对应，以至于永远都不可能有一个内存块从栈中间弹出，在他弹出之前，在他上面的后进的栈内容已经被弹出，详细的可以参考数据结构，这里我们就不再一一讨论了。
    生长方向：对于堆来讲，生长方向是向上的，也就是向着内存地址增加的方向；对于栈来讲，它的生长方向是向下的，是向着内存地址减小的方向增长。
    分配方式：堆都是动态分配的，没有静态分配的堆。栈有2种分配方式：静态分配和动态分配。静态分配是编译器完成的，比如局部变量的分配。动态分配由alloca函数进行分配，但是栈的动态分配和堆是不同的，他的动态分配是由编译器进行释放，无需我们手工实现。
    分配效率：栈是机器系统提供的数据结构，计算机会在底层对栈提供支持：分配专门的寄存器存放栈的地址，压栈出栈都有专门的指令执行，这就决定了栈的效率比较高。堆则是C/C++函数库提供的，它的机制是很复杂的，例如为了分配一块内存，库函数会按照一定的算法（具体的算法可以参考数据结构/操作系统）在堆内存中搜索可用的足够大小的空间，如果没有足够大小的空间（可能是由于内存碎片太多），就有可能调用系统功能去增加程序数据段的内存空间，这样就有机会分到足够大小的内存，然后进行返回。显然，堆的效率比栈要低得多。
    从这里我们可以看到，堆和栈相比，由于大量new/delete的使用，容易造成大量的内存碎片；由于没有专门的系统支持，效率很低；由于可能引发用户态和核心态的切换，内存的申请，代价变得更加昂贵。所以栈在程序中是应用最广泛的，就算是函数的调用也利用栈去完成，函数调用过程中的参数，返回地址，EBP和局部变量都采用栈的方式存放。所以，我们推荐大家尽量用栈，而不是用堆。
    虽然栈有如此众多的好处，但是由于和堆相比不是那么灵活，有时候分配大量的内存空间，还是用堆好一些。
    无论是堆还是栈，都要防止越界现象的发生（除非你是故意使其越界），因为越界的结果要么是程序崩溃，要么是摧毁程序的堆、栈结构，产生以想不到的结果,就算是在你的程序运行过程中，没有发生上面的问题，你还是要小心，说不定什么时候就崩掉，那时候debug可是相当困难的：）
    对了，还有一件事，如果有人把堆栈合起来说，那它的意思是栈，可不是堆，呵呵，清楚了？

C++ 堆、栈、自由存储区、全局静态存储区和常量存储区相关推荐

动态半导体ram依据什么存储信息_静态ram和动态ram的区别是什么
随机存取存储器(random access memory,RAM)又称作"随机存储器",是与CPU直接交换数据的内部存储器,也叫主存(内存).它可以随时读写,而且速度很快,通常作为 ...
C/C++内存分配、内存区划分、常量存储区、堆、栈、自由存储区、全局区（静态区）、代码区
C/C++内存分配.内存区划分.常量存储区.堆.栈.自由存储区.全局区 C++中,内存分成几个区: 栈(stack) 堆(heap) 自由存储区全局/静态存储区常量存储区代码区对于C++的内存 ...
让C++对象只能分配到堆/栈和静态区上并判断分配位置
对象分配到堆上的过程:三个形式的new 要把对象分配到栈上,需要使用到new operator,而new operator会调用operator new和placement new. operator ...
c语言之函数存储属性,C语言：链接属性与存储类型
一. 链接属性 C语言中链接属性决定如何处理在不同文件中出现的标示符.标示符的作用域与它的链接属性有关,但这两个属性并不相同. 链接属性有3种: external(外部),internal(内部) 和 ...
堆、栈、自由存储区、全局/静态存储区、常量存储区比较
1.C语言中分为下面几个存储区栈(stack): 由编译器自动分配释放堆(heap): 一般由程序员分配释放,若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收全局区(静态区): 全局变量和静态变量的存储 ...
C++内存分配方式详解——堆、栈、自由存储区、全局/静态存储区和常量存储区
栈,就是那些由编译器在需要的时候分配,在不需要的时候自动清除的变量的存储区.里面的变量通常是局部变量.函数参数等.在一个进程中,位于用户虚拟地址空间顶部的是用户栈,编译器用它来实现函数的调用. 和堆一 ...
C++内存分配方式详解——堆、栈、自由存储区、全局/静态存储区和常量存储区...
栈,就是那些由编译器在需要的时候分配,在不需要的时候自动清除的变量的存储区.里面的变量通常是局部变量.函数参数等.在一个进程中,位于用户虚拟地址空间顶部的是用户栈,编译器用它来实现函数的调 ...
C++内存分配方式-堆、栈、自由存储区、全局/静态存储区和常量存储区
一个由C/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分: 1.栈区(stack)- 由编译器自动分配释放,存放函数的参数值,局部变量的值等.其操作方式类似于数据结构中的栈. 2.堆区(heap) ...
C++内存管理__内存管理(栈、堆(new/delete)、自由存储区(malloc/freee)、全局/静态存储区、常量区)！堆栈内存管理方式的区别
内存管理是C++最令人切齿痛恨的问题,也是C++最有争议的问题,C++高手从中获得了更好的性能,更大的自由,C++菜鸟的收获则是一遍一遍的检查代码和对C++的痛恨,但内存管理在C++中无处不在,内存泄 ...

C++ 堆、栈、自由存储区、全局静态存储区和常量存储区

C++ 堆、栈、自由存储区、全局静态存储区和常量存储区相关推荐

最新文章

热门文章