C++内存分配方式（转）

内存分配方式有三种：
（1） 从静态存储区域分配。内存在程序编译的时候就已经分配好，这块内存在程序的
整个运行期间都存在。例如全局变量，static 变量。
（2） 在栈上创建。在执行函数时，函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建，函
数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集
中，效率很高，但是分配的内存容量有限。
（3） 从堆上分配，亦称动态内存分配。程序在运行的时候用malloc 或new 申请任意
多少的内存，程序员自己负责在何时用free 或delete 释放内存。动态内存的生存
期由我们决定，使用非常灵活，但问题也最多。

 

内存分配方法:C++内存分配的五种方法的不
同
疯狂代码 http://www.CrazyCoder.cn/ ĵ:http:/www.CrazyCoder.cn/VC/Article13759.html
　　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楚的变量的存储区。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，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，在《const的思考》一文中，我给出了6种方法）
　　明确区分堆与栈
　　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？澳，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。 2008-9-25 0:53:57
疯狂代码 http://www.CrazyCoder.cn/