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  • 【转载】c++中堆、栈内存分配

    一、内存划分

    1、栈区(stack)— 由编译器自动分配释放 ,存放函数参数值,局部变量值等。其
    操作方式类似于数据结构中栈。
    2、堆区(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 。注意它与数据结构中堆是两回事,分配方式倒是类似于链表,呵呵。
    3、全局区(静态区)(static)—,全局变量和静态变量存储是放在一块,初始化
    全局变量和静态变量在一块区域, 未初始化全局变量和未初始化静态变量在相邻另
    一块区域。 - 程序结束后由系统释放。-->分别是data区,bbs区 
    4、文字常量区 —常量字符串就是放在这里。 程序结束后由系统释放-->coment区
    5、程序代码区—存放函数体二进制代码。-->code区

    二、例子程序
    这是一个前辈写,非常详细
    //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 = (char *)malloc(10);
    p2 = (char *)malloc(20);
    分配得来得10和20字节区域就在堆区。
    strcpy(p1, "123456"); 123456放在常量区,编译器可能会将它与p3所指向"123456"优化成一个地方。
    }
    二、堆和栈理论知识
    2.1申请方式
    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
    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。

     

    2.2申请后系统响应
    栈:只要栈剩余空间大于所申请空间,系统将为程序提供内存,否则将报异常提示栈溢出。
    堆:首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址链表,当系统收到程序申请时,会遍历该链表,寻找第一个空间大于所申请空间堆结点,然后将该结点从空闲结点链表中删除,并将该结点空间分配给程序,另外,对于大多数系统,会在这块内存空间中首地址处记录本次分配大小,这样,代码中delete语句才能正确释放本内存空间。另外,由于找到堆结点大小不一定正好等于申请大小,系统会自动将多余那部分重新放入空闲链表中。

     

    2.3申请大小限制

    栈:在Windows下,栈是向低地址扩展数据结构,是一块连续内存区域。这句话意思是栈顶地址和栈最大容量是系统预先规定好,在WINDOWS下,栈大小是2M(也有说是1M,总之是一个编译时就确定常数),如果申请空间超过栈剩余空间时,将提示overflow。因此,能从栈获得空间较小。

    堆:堆是向高地址扩展数据结构,是不连续内存区域。这是由于系统是用链表来存储空闲内存地址,自然是不连续,而链表遍历方向是由低地址向高地址。堆大小受限于计算机系统中有效虚拟内存。由此可见,堆获得空间比较灵活,也比较大。

     

    2.4申请效率比较
    栈由系统自动分配,速度较快。但程序员是无法控制。
    堆是由new分配内存,一般速度比较慢,而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便.

    另外,在WINDOWS下,最好方式是用VirtualAlloc分配内存,他不是在堆,也不是在栈是直接在进程地址空间中保留一快内存,虽然用起来最不方便。但是速度快,也最灵活。

     

    2.5堆和栈中存储内容
    栈: 在函数调用时,第一个进栈是主函数中后下一条指令(函数调用语句下一条可执行语句)地址,然后是函数各个参数,在大多数C编译器中,参数是由右往左入栈,然后是函数中局部变量。注意静态变量是不入栈。
    当本次函数调用结束后,局部变量先出栈,然后是参数,最后栈顶指针指向最开始存地址,也就是主函数中下一条指令,程序由该点继续运行。

    堆:一般是在堆头部用一个字节存放堆大小。堆中具体内容有程序员安排。

     

    2.6存取效率比较
    char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa";
    char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb";
    aaaaaaaaaaa是在运行时刻赋值;
    而bbbbbbbbbbb是在编译时就确定;
    但是,在以后存取中,在栈上数组比指针所指向字符串(例如堆)快。
    比如:
    #i nclude
    void main()
    {
    char a = 1;
    char c[] = "1234567890";
    char *p ="1234567890";
    a = c[1];
    a = p[1];
    return;
    }
    对应汇编代码
    10: a = c[1];
    00401067 8A 4D F1 mov cl,byte ptr [ebp-0Fh]
    0040106A 88 4D FC mov byte ptr [ebp-4],cl
    11: a = p[1];
    0040106D 8B 55 EC mov edx,dword ptr [ebp-14h]
    00401070 8A 42 01 mov al,byte ptr [edx+1]
    00401073 88 45 FC mov byte ptr [ebp-4],al
    第一种在读取时直接就把字符串中元素读到寄存器cl中,而第二种则要先把指针值读到edx中,在根据edx读取字符,显然慢了。

    2.7小结:
    堆和栈区别可以用如下比喻来看出:
    使用栈就象我们去饭馆里吃饭,只管点菜(发出申请)、付钱、和吃(使用),吃饱了就走,不必理会切菜、洗菜等准备工作和洗碗、刷锅等扫尾工作,他好处是快捷,但自由度小。
    使用堆就象是自己动手做喜欢吃菜肴,比较麻烦,但是比较符合自己口味,而且自由度大。

    原文链接:

    c++中堆、栈内存分配 - h2内存数据库 - 博客园
    http://www.cnblogs.com/h2-database/archive/2012/06/28/2572497.html

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/moluoqishi/p/10725450.html
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