C、C++的内存分区与存储

在C++中，内存区分为5个区，分别是堆、栈、自由存储区、全局/静态存储区、常量存储区；

在C中，内存区分为堆、栈、全局/静态存储区、常量存储区；

 

 

 

一、 在C中分为

1.栈(stack) - :由编译器自动分配释放，主要存放函数的参数值，局部变量值等；
自动分配，自动回收：栈区里面存放的是局部变量；在定义局部变量的时候，系统在栈区自动分配内存，在结束时，自动回收内存；
脏内存：栈区每次使用之前需要对栈区进行初始化；对于定义局部变量时，需要对局部变量进行初始化；
临时性：（函数不能返回栈变量的指针，因为这个空间是临时的）
反复使用：栈内存在程序中其实就是那一块空间，程序反复使用这一块空间。
栈的大小有限，因此 会出现栈溢出

2.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

手动分配：malloc分配内存，free进行释放内存；

脏内存：堆区每次使用之前需要对堆区进行初始化；

临时性：堆区每次分配的内存释放之后，就不能再使用；

malloc的使用：malloc每次分配的内存之后需要进行对其返回指针为void *类型，需要进行强制类型转换，并对返回指针进行检查是否为null；

malloc和free为c语言的标准库函数，不能分配对象；

内存泄漏；
gcc中的malloc默认最小是以16B为分配单元的；如果malloc小于16B的大小时都会返 回一个16字节的大小的内存。

3.全局/静态存储区-：全局变量和静态变量的存储是放在一块的，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和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。- 程序结束释放

data段:也被称为数据区、静态数据区、静态区;

c语言中

1.显示初始化为非零全局变量，

2.显示初始化为非零的静态局部变量存储在这个段；

bss段(又叫:ZI(zero initial)段)：
c语言中
1).显示初始化为0的全局变量；

2).未初始化的全局变量存储在这个段。--零初始化段；

3).显示初始化为0的static局部变量；

4).未初始化的static局部变量存储在这个段；

4.另外还有一个专门放常量的地方。- 程序结束释放

5 程序代码区，存放2进制代码。

在函数体中定义的变量通常是在栈上，用malloc， calloc， realloc等分配内存的函数分配得到的就是在堆上。在所有函数体外定义的是全局量，加了static修饰符后不管在哪里都存放在全局区(静态区)，在所有函数体外定义的static变量表示在该文件中有效，不能extern到别的文件用，在函数体内定义的static表示只在该函数体内有效。另外，函数中的”adgfdf”这样的字符串存放在常量区。比如：

int a = 0; //全局初始化区  
char *p1; //全局未初始化区  
void main()  
{  
    int b; //栈  
    char s[] = "abc"; //栈  
    char *p2; //栈  
    char *p3 = "123456"; //123456{post.content}在常量区，p3在栈上  
    static int c = 0; //全局(静态)初始化区  
    p1 = (char *)malloc(10); //分配得来得10字节的区域在堆区  
    p2 = (char *)malloc(20); //分配得来得20字节的区域在堆区  
    strcpy(p1, "123456");  //123456{post.content}放在常量区，编译器可能会将它与p3所指向的"123456"优化成一块  
} 

 

二、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

1.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。

2.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。

3.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。

4.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。

5.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)

 

有人认为，自由存储区与堆的划分标准是申请和释放内存是使用的new/delete还是malloc/free。C++标准并没有给出new/delete应该如何实现，但很多编译器的new/delete都是以malloc/free为基础来实现的。从技术上来说，堆（heap）是C语言和操作系统的术语，堆是操作系统所维护的一块特殊内存，它提供了动态分配的功能，使用malloc()、free（）来申请/释放内存。而自由存储是C++中通过new和delete动态分配和释放对象的抽象概念。基本上，所有的C++编译器默认使用堆来实现自由存储。也就是说，默认的全局运算符new和delete也许会使用malloc和free的方式申请和释放存储空间，也就是说自由存储区就位于堆上。但程序员也可以通过重载操作符，改用其他内存来实现自由存储，例如全局变量做的对象池，这时自由存储区就不位于堆上了。

因此，可以认为自由存储区和堆的区别是：堆是操作系统维护的一块内存，是一个物理概念，而自由存储是C++中通过new与delete动态分配和释放的对象的存储区，是一个逻辑概念。

 

注意：

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；

1）     堆向高内存地址生长；

2）     栈向低内存地址生长；

3）     堆和栈相向而生，堆和栈之间有个临界点，称为stkbrk。