1 程序的内存布局
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):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的堆是两回事,分配方式倒是类似于链表。
3)全局/静态区(static):全局变量和静态变量的存储是放在一块的,在程序编译时分配
4)文字常量区:存放常量字符串
5)程序代码区:存放函数体(类的成员函数、全局函数)的二进制代码
//没有被初始化或者被初始化为0的全局变量存放在bss段
//data内存放那些初始化过的非const全局变量,如果初始化为0,就当做bss来处理
#include <iostream>
#include<string.h>
#include<stdio.h>
using namespace std;
int a=0; //全局初始化区
char *p1; //全局未初始化区
int main()
{
int b; //栈区
char s[]="123456"; //栈区
char *p2; //栈区
char *p3="123456"; //p3位于栈区,字符串常量位于文字常量区
static int c=0; //全局(静态)初始化区
p1=new char[10]; //p1位于全局区,p1指向的对象位于堆区
p2=new char[10]; //p2位于栈区,p2指向的对象位于堆区
strcpy(p1,"123456");
printf(" &a =%p\n",&a);
printf("&p1 =%p\n",&p1);
printf(" p1 =%p\n",p1);
printf("&b =%p\n",&b);
printf("&s =%s\n",s);
printf("&p2 =%p\n",&p2);
printf("p2 =%p\n",p2);
printf("&p3 =%p\n",&p3);
printf("p3 =%p\n",p3);
printf("&c =%p\n",&c);
printf("p3=%s\n",p3);
*p3='0'; //p3指向的对象位于文字常量区,是const char*,不能被修改
printf("p3=%s\n",p3);
return 0;
}
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栈由系统自动分配,速度较快,空间有限制,windows系统是2M (也有的说是1M,总之是一个编译时就确定的常数)
堆是由new分配的内存,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。(C语言中 malloc calloc申请的空间都在这)堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存
栈与堆小结
区别:
1) 管理方式不同;
2) 空间大小不同;
3) 能否产生碎片不同;
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4) 生长方向不同;
5) 分配方式不同;
6) 分配效率不同;
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1) 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
2) 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
3) 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malloc,calloc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。
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4) 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。
5) 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,在它上面的后进的栈内容已经被弹出
6) 分配效率:栈由系统自动分配,速度较快。但程序员无法控制。堆是由new分配的内存,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。
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堆都是动态分配的,没有静态分配的堆。空间一般没有限制,32位系统 4G
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。
int main()
{
int *p = (int *)alloca(sizeof(int)*10); //变长数组,存储在栈区
free(p); //此时不能用free()去释放,会导致错误
return 0;
}
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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
申请后系统的响应
栈:只要栈的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的链表,当系统收到程序的申请时,会遍历该链表,寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点,然后将该结点从空闲结点链表中删除,并将该结点的空间分配给程序。另外,对于大多数系统,首地址处会记录这块内存空间中本次分配的大小,这样,代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。另外,由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小,系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中。
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堆和栈中的存储内容
栈: 在函数调用时,第一个进栈的是主函数的下一条指令(函数调用语句的下一条可执行语句)的地址,然后是函数的各个参数,在大多数的C编译器中,参数是由右往左入栈的,然后是函数中的局部变量。注意静态变量是不入栈的。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的地址,也就是主函数中的下一条指令,程序由该点继续运行。
堆:一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容由程序员安排。
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