C++程序内存分配方式(堆与栈)
一、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,局部变量值等,其操作方法类似数据结构中的栈。
2、堆区(heap):一般由程序员分配释放,与数据结构中的堆毫无关系,分配方式类似于链表。
3、全局/静态区(static):全局变量和静态变量的存储是放在一起的,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
二、栈与堆的比较
1、申请方式
stack:系统自动分配,如声明int a;系统自动在栈空间中为a开辟空间
heap:程序员申请,并指明大小,c中的malloc,如char*p=(char*)malloc(10);
C++中的new运算符:如int*p2=new int(10);
注意:p和p2本身是在栈中的,但他们指向的地址是堆空间
2、系统响应
栈:只要系统剩余空间大于申请空间就能申请,否则报错: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。
3、申请大小的限制
栈:在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构,是一块连续的内存的区域。这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的,在WINDOWS下,栈的大小是2M(也有的说是1M,总之是一个编译时就确定的常数),如果申请的空间超过栈的剩余空间时,将提示overflow。因此,能从栈获得的空间较小。
堆:堆是向高地址扩展的数据结构,是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地址的,自然是不连续的,而链表的遍历方向是由低地址向高地址。由此可见,堆获得的空间受限于计算机系统中有效的虚拟内存,比较灵活,也比较大。
4、申请效率
栈由系统自动分配速度较快,堆由new分配速度较慢,且容易产生内存碎片,但使用方便。