c++中堆、栈内存分配
轉(zhuǎn)自：https://blog.csdn.net/qingtingchen1987/article/details/7698415
一個由C/C++編譯程序占用內(nèi)存分為以下幾個部分
1、棧區(qū)（stack）— 由編譯器自動分配釋放 ，存放函數(shù)參數(shù)值，局部變量值等。其
操作方式類似于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中棧。
2、堆區(qū)（heap） — 一般由程序員分配釋放， 若程序員不釋放，程序結(jié)束時可能由OS回
收 。注意它與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中堆是兩回事，分配方式倒是類似于鏈表，呵呵。
3、全局區(qū)（靜態(tài)區(qū)）（static）—，全局變量和靜態(tài)變量存儲是放在一塊，初始化
全局變量和靜態(tài)變量在一塊區(qū)域， 未初始化全局變量和未初始化靜態(tài)變量在相鄰另
一塊區(qū)域。 - 程序結(jié)束后由系統(tǒng)釋放。-->分別是data區(qū)，bbs區(qū)?
4、文字常量區(qū) —常量字符串就是放在這里。 程序結(jié)束后由系統(tǒng)釋放-->coment區(qū)
5、程序代碼區(qū)—存放函數(shù)體二進(jìn)制代碼。-->code區(qū)
二、例子程序
這是一個前輩寫，非常詳細(xì)
//main.cpp
int a = 0; 全局初始化區(qū)
char *p1; 全局未初始化區(qū)
main()
{
int b; 棧
char s[] = "abc"; 棧
char *p2; 棧
char *p3 = "123456";?123456\0在常量區(qū)，p3在棧上。
static int c =0； 全局（靜態(tài)）初始化區(qū)
p1 = (char *)malloc(10);
p2 = (char *)malloc(20);
分配得來得10和20字節(jié)區(qū)域就在堆區(qū)。
strcpy(p1, "123456");?123456\0放在常量區(qū)，編譯器可能會將它與p3所指向"123456"優(yōu)化成一個地方。
}
二、堆和棧理論知識
2.1申請方式
stack:
由系統(tǒng)自動分配。 例如，聲明在函數(shù)中一個局部變量 int b; 系統(tǒng)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(shù)
如p1 = (char *)malloc(10);
在C++中用new運(yùn)算符
如p2 = (char *)malloc(10);
但是注意p1、p2本身是在棧中。
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2.2申請后系統(tǒng)響應(yīng)
棧：只要棧剩余空間大于所申請空間，系統(tǒng)將為程序提供內(nèi)存，否則將報異常提示棧溢出。
堆：首先應(yīng)該知道操作系統(tǒng)有一個記錄空閑內(nèi)存地址鏈表，當(dāng)系統(tǒng)收到程序申請時，會遍歷該鏈表，尋找第一個空間大于所申請空間堆結(jié)點(diǎn)，然后將該結(jié)點(diǎn)從空閑結(jié)點(diǎn)鏈表中刪除，并將該結(jié)點(diǎn)空間分配給程序，另外，對于大多數(shù)系統(tǒng)，會在這塊內(nèi)存空間中首地址處記錄本次分配大小，這樣，代碼中delete語句才能正確釋放本內(nèi)存空間。另外，由于找到堆結(jié)點(diǎn)大小不一定正好等于申請大小，系統(tǒng)會自動將多余那部分重新放入空閑鏈表中。
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2.3申請大小限制
棧：在Windows下,棧是向低地址擴(kuò)展數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是一塊連續(xù)內(nèi)存區(qū)域。這句話意思是棧頂?shù)刂泛蜅Ｗ畲笕萘渴窍到y(tǒng)預(yù)先規(guī)定好，在WINDOWS下，棧大小是2M（也有說是1M，總之是一個編譯時就確定常數(shù)），如果申請空間超過棧剩余空間時，將提示overflow。因此，能從棧獲得空間較小。
堆：堆是向高地址擴(kuò)展數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是不連續(xù)內(nèi)存區(qū)域。這是由于系統(tǒng)是用鏈表來存儲空閑內(nèi)存地址，自然是不連續(xù)，而鏈表遍歷方向是由低地址向高地址。堆大小受限于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中有效虛擬內(nèi)存。由此可見，堆獲得空間比較靈活，也比較大。
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2.4申請效率比較：
棧由系統(tǒng)自動分配，速度較快。但程序員是無法控制。
堆是由new分配內(nèi)存，一般速度比較慢，而且容易產(chǎn)生內(nèi)存碎片,不過用起來最方便.
另外，在WINDOWS下，最好方式是用VirtualAlloc分配內(nèi)存，他不是在堆，也不是在棧是直接在進(jìn)程地址空間中保留一快內(nèi)存，雖然用起來最不方便。但是速度快，也最靈活。
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2.5堆和棧中存儲內(nèi)容
棧： 在函數(shù)調(diào)用時，第一個進(jìn)棧是主函數(shù)中后下一條指令（函數(shù)調(diào)用語句下一條可執(zhí)行語句）地址，然后是函數(shù)各個參數(shù)，在大多數(shù)C編譯器中，參數(shù)是由右往左入棧，然后是函數(shù)中局部變量。注意靜態(tài)變量是不入棧。
當(dāng)本次函數(shù)調(diào)用結(jié)束后，局部變量先出棧，然后是參數(shù)，最后棧頂指針指向最開始存地址，也就是主函數(shù)中下一條指令，程序由該點(diǎn)繼續(xù)運(yùn)行。
堆：一般是在堆頭部用一個字節(jié)存放堆大小。堆中具體內(nèi)容有程序員安排。
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2.6存取效率比較
char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa";
char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb";
aaaaaaaaaaa是在運(yùn)行時刻賦值；
而bbbbbbbbbbb是在編譯時就確定；
但是，在以后存取中，在棧上數(shù)組比指針?biāo)赶蜃址?例如堆)快。
比如：
＃i nclude
void main()
{
char a = 1;
char c[] = "1234567890";
char *p ="1234567890";
a = c[1];
a = p[1];
return;
}
對應(yīng)匯編代碼
10: a = c[1];
00401067 8A 4D F1 mov cl,byte ptr [ebp-0Fh]
0040106A 88 4D FC mov byte ptr [ebp-4],cl
11: a = p[1];
0040106D 8B 55 EC mov edx,dword ptr [ebp-14h]
00401070 8A 42 01 mov al,byte ptr [edx+1]
00401073 88 45 FC mov byte ptr [ebp-4],al
第一種在讀取時直接就把字符串中元素讀到寄存器cl中，而第二種則要先把指針值讀到edx中，在根據(jù)edx讀取字符，顯然慢了。
2.7小結(jié)：
堆和棧區(qū)別可以用如下比喻來看出：
使用棧就象我們?nèi)ワ堭^里吃飯，只管點(diǎn)菜（發(fā)出申請）、付錢、和吃（使用），吃飽了就走，不必理會切菜、洗菜等準(zhǔn)備工作和洗碗、刷鍋等掃尾工作，他好處是快捷，但自由度小。
使用堆就象是自己動手做喜歡吃菜肴，比較麻煩，但是比較符合自己口味，而且自由度大。
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全局變量或者靜態(tài)變量，它們都放在堆里
局部變量放在棧里
堆區(qū),也叫自由存儲區(qū).
為什么說在堆上分配內(nèi)存比在棧上分配內(nèi)存慢？堆空間開辟需要用系統(tǒng)函數(shù)，棧上直接修改指針
堆空間管理需要系統(tǒng)記帳，棧上空間可以由編譯器管理或是保存在某個處理器寄存器中。
堆空間釋放需要系統(tǒng)管理，棧上釋放可以直接丟棄。堆空間需要通過棧上指針間接引用，所以訪問會慢
記得在apue2上面看到關(guān)于線程中有這樣一段話,大致意思是,一個線程有自己堆棧,可以在堆棧上分配內(nèi)存,比如說一個結(jié)構(gòu)體,如果這個線程調(diào)用了pthread_exit()返回這個結(jié)構(gòu)體指針時候之后要特別小心,因?yàn)楹苡锌赡苓@個結(jié)構(gòu)體里面成員值發(fā)生改變,這個可以理解,因?yàn)橥粋€進(jìn)程所有線程資源是共享,當(dāng)這個線程退出之后那部分以前用過堆棧很可能被其它線程占用,但同時又說如果malloc就不會出現(xiàn)這樣問題,
比如，在棧上分一個int，只要esp-4就可以了，
在堆上系統(tǒng)要記錄被分配內(nèi)存信息，以便釋放
BTW:
棧有序
堆無序
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內(nèi)存分配方式有三種： ??
???
?? 1.從靜態(tài)存儲區(qū)域分配。內(nèi)存在程序編譯時候就已經(jīng)分配好，這塊內(nèi)存在程序整個運(yùn)行期間都存在。例如全局變量，static變量。 ??
???
?? 2.在棧上創(chuàng)建。在執(zhí)行函數(shù)時，函數(shù)內(nèi)局部變量存儲單元都可以在棧上創(chuàng)建，函數(shù)執(zhí)行結(jié)束時這些存儲單元自動被釋放。棧內(nèi)存分配運(yùn)算內(nèi)置于處理器指令集中，效率很高，但是分配內(nèi)存容量有限。 ??
???
?? 3.從堆上分配，亦稱動態(tài)內(nèi)存分配。程序在運(yùn)行時候用malloc或new申請任意多少內(nèi)存，程序員自己負(fù)責(zé)在何時用free或delete釋放內(nèi)存。動態(tài)內(nèi)存生存期由我們決定，使用非常靈活，但問題也最多。
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一般所說堆棧（stack)往往是指棧，先進(jìn)后出，它是一塊內(nèi)存區(qū)。用以存放程序局部變量，臨時變量，函數(shù)參數(shù)，返回地址等。在這塊區(qū)域中變量分配和釋放由系統(tǒng)自動進(jìn)行。不需要用戶參與。 ??
?? 而在堆(heap,先進(jìn)先出)上空間則是由用戶進(jìn)行分配，并由用戶負(fù)責(zé)釋放。
轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/lehoho/p/9399990.html
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的c++中堆、栈内存分配的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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