區域性變數,區域性靜態變數,全域性變數,全域性靜態變數分別

2021-06-01 05:22:25 字數 4795 閱讀 5679

c++記憶體到底分幾個區?

一:1、棧區(stack)— 由編譯器自動分配釋放 ,存放函式的引數值,區域性變數的值等。其操作方式類似於資料結構中的棧。

2、堆區(heap) — 一般由程式設計師分配釋放, 若程式設計師不釋放,程式結束時可能由os** 。注意它與資料結構中的堆是兩回事,分配方式倒是類似於鍊錶,呵呵。

3、全域性區(靜態區)(static)—,全域性變數和靜態變數的儲存是放在一塊的,初始化的全域性變數和靜態變數在一塊區域, 未初始化的全域性變數和未初始化的靜態變數在相鄰的另一塊區域。 - 程式結束後有系統釋放。

4、文字常量區 —常量字串就是放在這裡的。 程式結束後由系統釋放。

5、程式**區—存放函式體的二進位制**。

二:1、棧,就是那些由編譯器在需要的時候分配,在不需要的時候自動清楚的變數的儲存區。裡面的變數通常是區域性變數、函式引數等。

2、堆,就是那些由new分配的記憶體塊,他們的釋放編譯器不去管,由我們的應用程式去控制,一般乙個new就要對應乙個delete。如果程式設計師沒有釋放掉,那麼在程式結束後,作業系統會自動**。

3、自由儲存區,就是那些由malloc等分配的記憶體塊,他和堆是十分相似的,不過它是用free來結束自己的生命的。

4、全域性/靜態儲存區,全域性變數和靜態變數被分配到同一塊記憶體中,在以前的c語言中,全域性變數又分為初始化的和未初始化的,在c++裡面沒有這個區分了,他們共同占用同一塊記憶體區。

5、常量儲存區,這是一塊比較特殊的儲存區,他們裡面存放的是常量,不允許修改。

三:1、bss是英文block started by symbol的簡稱,通常是指用來存放程式中未初始化的全域性變數的一塊記憶體區域,在程式載入時由核心清0。bss段屬於靜態記憶體分配。它的初始值也是由使用者自己定義的連線定位檔案所確定,使用者應該將它定義在可讀寫的ram區內,源程式中使用malloc分配的記憶體就是這一塊,它不是根據data大小確定,主要由程式中同時分配記憶體最大值所確定,不過如果超出了範圍,也就是分配失敗,可以等空間釋放之後再分配。

2、text段是程式**段,在at91庫中是表示程式段的大小,它是由編譯器在編譯連線時自動計算的,當你在鏈結定位檔案中將該符號放置在**段後,那麼該符號表示的值就是**段大小,編譯連線時,該符號所代表的值會自動代入到源程式中。

3、data包含靜態初始化的資料,所以有初值的全域性變數和static變數在data區。段的起始位置也是由連線定位檔案所確定,大小在編譯連線時自動分配,它和你的程式大小沒有關係,但和程式使用到的全域性變數,常量數量相關。

4、stack儲存函式的區域性變數和引數。是一種「後進先出」(last in first out,lifo)的資料結構,這意味著最後放到棧上的資料,將會是第乙個從棧上移走的資料。對於哪些暫時存貯的資訊,和不需要長時間儲存的資訊來說,lifo這種資料結構非常理想。在呼叫函式或過程後,系統通常會清除棧上儲存的區域性變數、函式呼叫資訊及其它的資訊。棧另外乙個重要的特徵是,它的位址空間「向下減少」,即當棧上儲存的資料越多,棧的位址就越低。棧(stack)的頂部在可讀寫的ram區的最後。

5、heap儲存函式內部動態分配記憶體,是另外一種用來儲存程式資訊的資料結構,更準確的說是儲存程式的動態變數。堆是「先進先出」(first in first out,fifo)資料結構。它只允許在堆的一端插入資料,在另一端移走資料。堆的位址空間「向上增加」,即當堆上儲存的資料越多,堆的位址就越高。

總結(不確定!!!):

研究這個意義不大,不同編譯器,可能行為不同,如果是vc的話,基本上如下:

**區,是編譯器生成的乙個exe區段,擁有可讀和可執行屬性,但是實際上如果不開dep資料執行保護,所有的區段都是可執行的。

所謂的棧區,低位址(小於exe基位址),擁有可讀寫屬性,exe中沒有對應的區段,系統載入dll時自動生成,由於記憶體位址使用方式從大往小減,所以數量有限,盡量不要定義過大的陣列變數。 const的區域性變數也是放在棧裡的,而不是放在常量區。

所謂的堆區,就是malloc和new之類的記憶體所在區段,擁有可讀寫屬性,exe中沒有對應的區段,系統載入dll時自動生成,首先是利用棧區位址下面的區段,也是低位址,當用完了,會自動分配稍微高一點位址(大於exe基位址)。 malloc和new都在這裡分配記憶體。

全域性資料區,是編譯器生成的乙個exe區段,擁有可讀寫屬性,初始和未初始化的全域性和靜態變數都放在這裡。

常量區,是編譯器生成的乙個exe區段,只有可讀屬性,比如char s = " hello world" ,這時候" hello world" 就在常量區,由於沒有可寫屬性,所以修改內容會出錯,另外全域性的const變數也放在常量區里,這和c++程式語言裡對const變數存放位置是不符合的,因為儲存器各有各的差異。

區域性變數,區域性靜態變數,全域性變數,全域性靜態變數分別:

區域性變數:    棧區

區域性靜態變數:靜態區

全域性變數:    靜態區的常量區

全域性靜態變數:靜態區

在進行c/c++程式設計時,需要程式設計師對記憶體的了解比較精準。經常需要操作的記憶體可分為以下幾個類別: 

1、棧區(stack)— 由編譯器自動分配釋放 ,存放函式的引數值,區域性變數的值等。其操作方式類似於資料結構中的棧。 

2、堆區(heap) — 一般由程式設計師分配釋放, 若程式設計師不釋放,程式結束時可能由os** 。注意它與資料結構中的堆是兩回事,分配方式倒是類似於鍊錶,呵呵。 

3、全域性區(靜態區)(static)—,全域性變數和靜態變數的儲存是放在一塊的,初始化的全域性變數和靜態變數在一塊區域, 未初始化的全域性變數和未初始化的靜態變數在相鄰的另一塊區域。 - 程式結束後有系統釋放 

4、文字常量區 —常量字串就是放在這裡的。 程式結束後由系統釋放 

5、程式**區—存放函式體的二進位制**。 

以下是一段實際說明的程式**:

這是乙個前輩寫的,非常詳細 

int a = 0; 全域性初始化區 

char *p1; 全域性未初始化區 

main() 

二、堆和棧的理論知識 

2.1申請方式 

stack: 

由系統自動分配。 例如,宣告在函式中乙個區域性變數 int b; 系統自動在棧中為b開闢空間 

heap: 

需要程式設計師自己申請,並指明大小,在c中malloc函式 

如p1 = (char *)malloc(10); 

在c++中用new運算子 

如p2 = (char *)malloc(10); 

但是注意p1、p2本身是在棧中的。 

2.2 

申請後系統的響應 

棧:只要棧的剩餘空間大於所申請空間,系統將為程式提供記憶體,否則將報異常提示棧溢位。 

堆:首先應該知道作業系統有乙個記錄空閒記憶體位址的鍊錶,當系統收到程式的申請時, 

會遍歷該鍊錶,尋找第乙個空間大於所申請空間的堆結點,然後將該結點從空閒結點鍊錶中刪除,並將該結點的空間分配給程式,另外,對於大多數系統,會在這塊記憶體空間中的首位址處記錄本次分配的大小,這樣,**中的delete語句才能正確的釋放本記憶體空間。另外,由於找到的堆結點的大小不一定正好等於申請的大小,系統會自動的將多餘的那部分重新放入空閒鍊錶中。 

2.3申請大小的限制 

棧:在windows下,棧是向低位址擴充套件的資料結構,是一塊連續的記憶體的區域。這句話的意思是棧頂的位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,總之是乙個編譯時就確定的常數),如果申請的空間超過棧的剩餘空間時,將提示overflow。因此,能從棧獲得的空間較小。 

堆:堆是向高位址擴充套件的資料結構,是不連續的記憶體區域。這是由於系統是用鍊錶來儲存的空閒記憶體位址的,自然是不連續的,而鍊錶的遍歷方向是由低位址向高位址。堆的大小受限於計算機系統中有效的虛擬記憶體。由此可見,堆獲得的空間比較靈活,也比較大。 

2.4申請效率的比較: 

棧由系統自動分配,速度較快。但程式設計師是無法控制的。 

堆是由new分配的記憶體,一般速度比較慢,而且容易產生記憶體碎片,不過用起來最方便. 

另外,在windows下,最好的方式是用virtualalloc分配記憶體,他不是在堆,也不是在棧是直接在程序的位址空間中保留一快記憶體,雖然用起來最不方便。但是速度, 也最靈活 

2.5堆和棧中的儲存內容 

棧: 在函式呼叫時,第乙個進棧的是主函式中後的下一條指令(函式呼叫語句的下一條可執行語句)的位址,然後是函式的各個引數,在大多數的c編譯器中,引數是由右往左入棧的,然後是函式中的區域性變數。注意靜態變數是不入棧的。 

當本次函式呼叫結束後,區域性變數先出棧,然後是引數,最後棧頂指標指向最開始存的位址,也就是主函式中的下一條指令,程式由該點繼續執行。 

堆:一般是在堆的頭部用乙個位元組存放堆的大小。堆中的具體內容有程式設計師安排。 

2.6訪問效率的比較

char s1 = "aaaaaaaaaaaaaaa"; 

char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb"; 

aaaaaaaaaaa是在執行時刻賦值的; 

而bbbbbbbbbbb是在編譯時就確定的; 

但是,在以後的訪問中,在棧上的陣列比指標所指向的字串(例如堆)快。 

比如: 

#include 

void main() 

對應的彙編** 

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串中的元素讀到暫存器cl中,而第二種則要先把指edx中,在根據edx讀取字元,顯然慢了。

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