程序的內存分配模式

一個由 C/C++編譯的程序占用的內存分為以下幾個部分：
1、棧區（ stack ）—由編譯器自動分配釋放，存放函數的參數值，局部變量的值
等。其操作方式類似于數據結構中的棧。

2、堆區（ heap）—一般由程序員分配釋放，若程序員不釋放，程序結束時可能
由 OS回收。注意它與數據結構中的堆是兩回事，分配方式倒是類似于鏈表。

3、全局區（靜態區）（ static ）—全局變量和靜態變量的存儲是放在一塊的，
初始化的全局變量和靜態變量在一塊區域， 未初始化的全局變量和未初始化的靜
態變量在相鄰的另一塊區域。程序結束后由系統釋放。

4、文字常量區—常量字符串就是放在這里的。程序結束后由系統釋放。

5、程序代碼區—存放函數體的二進制代碼。

//main.cpp
int a=0; // 全局初始化區
char *p1; // 全局未初始化區
main()
{
int b; //棧
char s[]= ” abc” ; // 棧
char p2; // 棧
char p3= ” 123456″ ; //123456 \0 在常量區， p3 在棧上。
static int c=0 ； // 全局（靜態）初始化區
p1 = (char)malloc(10);
p2 = (char)malloc(20); // 分配得來得 10 和 20 字節的區域就在堆區。
strcpy(p1, ” 123456″ ); //123456 \0 放在常量區，編譯器可能會將它與 p3 所向” 123456″優化成一個地方。
}

堆和棧的區別

堆（ heap）和棧 (stack) 的區別
（ 1）申請方式
stack: 由系統自動分配。例如，聲明在函數中一個局部變量 int b; 系統自動在
棧中為 b 開辟空間
heap: 需要程序員自己申請，并指明大小，在 c 中 malloc 函數
如 p1=(char*)malloc(10);
在 C++中用 new運算符
如 p2=(char*)malloc(10);
但是注意 p1、 p2 本身是在棧中的。

（ 2）申請后系統的響應
棧： 只要棧的剩余空間大于所申請空間， 系統將為程序提供內存， 否則將報異常
提示棧溢出。
堆： 首先應該知道操作系統有一個記錄空閑內存地址的鏈表， 當系統收到程序的
申請時，會遍歷該鏈表， 尋找第一個空間大于所申請空間的堆結點， 然后將該結點從空閑
結點鏈表中刪除，并將該結點的空間分配給程序，另外，對于大多數系統，會在
這塊內存空間中的首地址處記錄本次分配的大小，這樣，代碼中的 delete 語句
才能正確的釋放本內存空間。 另外， 由于找到的堆結點的大小不一定正好等于申
請的大小，系統會自動的將多余的那部分重新放入空閑鏈表中。

（ 3）申請大小的限制
棧：在 Windows下, 棧是向低地址擴展的數據結構，是一塊連續的內存的區域。
這句話的意思是棧頂的地址和棧的最大容量是系統預先規定好的，在 WINDOWS
下，棧的大小是 2M（也有的說是 1M，總之是一個編譯時就確定的常數），如果
申請的空間超過棧的剩余空間時，將提示 overflow 。因此，能從棧獲得的空間
較小。
堆： 堆是向高地址擴展的數據結構， 是不連續的內存區域。 這是由于系統是用鏈
表來存儲的空閑內存地址的， 自然是不連續的， 而鏈表的遍歷方向是由低地址向
高地址。 堆的大小受限于計算機系統中有效的虛擬內存。 由此可見， 堆獲得的空
間比較靈活，也比較大。

（ 4）申請效率的比較：
棧: 由系統自動分配，速度較快。但程序員是無法控制的。
堆: 是由 new分配的內存， 一般速度比較慢， 而且容易產生內存碎片 , 不過用起來
最方便 .
另外，在 WINDOWS 下，最好的方式是用 Virtual Alloc 分配內存，他不是在堆，
也不是在棧 , 而是直接在進程的地址空間中保留一塊內存， 雖然用起來最不方便。
但是速度快，也最靈活。

（ 5）堆和棧中的存儲內容
棧： 在函數調用時， 第一個進棧的是主函數中后的下一條指令 （函數調用語句的
下一條可執行語句）的地址，然后是函數的各個參數，在大多數的 C編譯器中，
參數是由右往左入棧的，然后是函數中的局部變量。注意靜態變量是不入棧的。當本次函數調用結束后， 局部變量先出棧， 然后是參數， 最后棧頂指針指向最開
始存的地址，也就是主函數中的下一條指令，程序由該點繼續運行。
堆： 一般是在堆的頭部用一個字節存放堆的大小。 堆中的具體內容由程序員安排。

（ 6）存取效率的比較
char s1[]= ” aaaaaaaaaaaaaaa”;
char *s2= ” bbbbbbbbbbbbbbbbb”;
aaaaaaaaaaa是在運行時刻賦值的；
而 bbbbbbbbbbb是在編譯時就確定的；
但是，在以后的存取中，在棧上的數組比指針所指向的字符串 ( 例如堆 ) 快。
比如：
#include
voidmain()
{
char a=1;
char c[]= ” 1234567890″;
char *p= ” 1234567890″;
a = c[1];
a = p[1];
return;
}
對應的匯編代碼
10:a=c[1];
004010678A4DF1movcl,byteptr[ebp-0Fh]
0040106A884DFCmovbyteptr[ebp-4],cl
11:a=p[1];
0040106D8B55ECmovedx,dwordptr[ebp-14h]
004010708A4201moval,byteptr[edx+1]
004010738845FCmovbyteptr[ebp-4],al
第一種在讀取時直接就把字符串中的元素讀到寄存器 cl 中，而第二種則要先把
指針值讀到 edx 中，在根據 edx 讀取字符，顯然慢了。

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總結

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