C语言的变量的内存分配
今晚看了人家寫的一個關于C語言內存分配的帖子，發現真是自己想找的，于是乎就收藏了。。。
先看一下兩段代碼：
char* toStr()
{char *s = "abcdefghijkl";return s;
}
int main()
{cout << toStr() << endl;return 0;
}和
char* toStr()
{char s[] = "abcdefghijkl";return s;
}
int main()
{cout << toStr() << endl;return 0;
}
前一段代碼打印出來是字符串，而后一段代碼打印出來就是亂碼。記得學C語言的時候講到，字符串是被當做字符數組來處理的。所以字符數組名就相當于指向首地址的指針。那么
1. char *s = "abcdefghijkl";
2. char s[] = "abcdefghijkl";
這兩種表達式似乎是一樣的，可是為什么程序結果會不一樣呢？原因就是沒有對內存分配了解好。當然現在的C語言教材不會講到的。
解釋：
程序的意思比較簡單，不用解釋。
第一種表達式，指針s是局部變量，他的作用域是函數toStr內。它將其指向的地址返回，返回之后s即被銷毀，慶幸s指向的地址被返回了回來。最終打印正確。
第二種表達式，那么我們會問第二種與第一種的區別在哪，為何錯？原因就是第一種指針s雖然是局部變量，被分配在棧空間，作用域是函數內部，但其指向的內容"abcdefghijkl"是常量，被分配在程序的常量區。直到整個程序結束才被銷毀。而第二種，s是一數組，分配到棧空間，"abcdefghijkl"作為數組各個元素被放到數組中，一旦函數退出，棧中這塊內存就被釋放。雖然返回一個地址，可是已經失去它的意義了。
通過以上例子，我們來學習學習內存分配的問題吧。
首先，需要搞清楚：變量的類型和它的存儲類別是兩個概念。
數據類型和內存管理沒有直接的關系。
一、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，呵呵。
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。
二、例子程序
這是一個前輩寫的，非常詳細
//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所指向的"123456"優化成一個地方。
}
這下就對程序的內存分配理解更深入了吧。
其實包括其他編程語言，Java等，他們都有所謂的棧空間和堆空間以及常量區，我們經常寫完程序之后發現莫名的錯誤，或者內存被慢慢吞噬，這都是這方面的原因。
以下是堆和棧的理論知識? 2.1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。? ? 2.2?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。? ? 2.3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。? 所以在程序中自動變量數組（函數內部）不能很大，因為棧（這就是我們通常說的程序的堆棧段，大數組發生段溢出）的大小有限，而可以申請為全局變量，因為那是分配在靜態區，大小不受限制。 ? 2.4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VirtualAlloc分配內存，他不是在堆，也不是在棧是直接在進程的地址空間中保留一快內存，雖然用起來最不方便。但是速度快，也最靈活? ? 2.5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。堆中的具體內容有程序員安排。? ? 2.6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 <stdio.h>? void main()? {? 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];? 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。??
?
轉載于:https://www.cnblogs.com/jiangu66/p/3217719.html
總結
以上是生活随笔為你收集整理的C语言的变量的内存分配的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
