c 記憶體區域劃分

2021-06-19 08:52:33 字數 2138 閱讀 2357

c++中,記憶體分為5個區域:堆、棧、自由儲存區、全域性/靜態儲存區和常量儲存區。其中:

棧:就是那些編譯器在需要的時候分配,不需要的時候清理的變數的儲存區域,比如區域性變數和函式引數。在記憶體中連續儲存的區域,位址從低到高。

堆:就是new分配的記憶體塊,需要delete。如果沒有delete,在程式退出有可能被系統自動**。

自由儲存區:是malloc分配的記憶體塊,用free釋放。

全域性/靜態儲存區:全域性變數、靜態全域性變數和靜態區域性變數的儲存區域。c中分為初始化和未初始化區域,c++中是同一塊記憶體區域了。

常量儲存區:特殊的儲存區域,存放常量,不允許修改。當然,可以用非常手段修改(取位址修改或者使用const_cast去掉const屬性?)。

void fun()

上面兩行**,包含了堆和棧。看到new,表示我們分配了一塊堆記憶體,而指標p分配的是棧記憶體。意思就是,在棧記憶體中存放了乙個指向一塊對記憶體的指標p。程式先確定堆中需要分配記憶體大小,然後呼叫operator new分配記憶體,再返回這塊記憶體的首位址放在棧記憶體。

堆和棧究竟有什麼區別?

主要的區別由以下幾點:

管理方式不同;

空間大小不同;

能否產生碎片不同;

生長方向不同;

分配方式不同;

分配效率不同;

管理方式

管理方式:對於棧來講,是由編譯器自動管理,無需我們手工控制;對於堆來說,釋放工作由程式設計師控制,容易產生memory leak。

空間大小

空間大小:一般來講在32位系統下,堆記憶體可以達到4g的空間,從這個角度來看堆記憶體幾乎是沒有什麼限制的。但是對於棧來講,一般都是有一定的空間大小的,例如,在vc6下面,預設的棧空間大小是1m(好像是,記不清楚了)。當然,我們可以修改: 開啟工程,依次操作選單如下:project->setting->link,在category 中選中output,然後在reserve中設定堆疊的最大值和commit。 注意:reserve最小值為4byte;commit是保留在虛擬記憶體的頁檔案裡面,它設定的較大會使棧開闢較大的值,可能增加記憶體的開銷和啟動時間。

碎片問題

碎片問題:對於堆來講,頻繁的new/delete勢必會造成記憶體空間的不連續,從而造成大量的碎片,使程式效率降低。對於棧來講,則不會存在這個問題,因為棧是先進後出的佇列,他們是如此的一一對應,以至於永遠都不可能有乙個記憶體塊從棧中間彈出,在他彈出之前,在他上面的後進的棧內容已經被彈出,詳細的可以參考資料結構,這裡我們就不再一一討論了。

生長方向

生長方向:對於堆來講,生長方向是向上的,也就是向著記憶體位址增加的方向;對於棧來講,它的生長方向是向下的,是向著記憶體位址減小的方向增長。

分配方式

分配方式:堆都是動態分配的,沒有靜態分配的堆。棧有2種分配方式:靜態分配和動態分配。靜態分配是編譯器完成的,比如區域性變數的分配。動態分配由alloca函式進行分配,但是棧的動態分配和堆是不同的,他的動態分配是由編譯器進行釋放,無需我們手工實現。

分配效率

分配效率:棧是機器系統提供的資料結構,計算機會在底層對棧提供支援:分配專門的暫存器存放棧的位址,壓棧出棧都有專門的指令執行,這就決定了棧的效率比較高。堆則是c/c++函式庫提供的,它的機制是很複雜的,例如為了分配一塊記憶體,庫函式會按照一定的演算法(具體的演算法可以參考資料結構/作業系統)在堆記憶體中搜尋可用的足夠大小的空間,如果沒有足夠大小的空間(可能是由於記憶體碎片太多),就有可能呼叫系統功能去增加程式資料段的記憶體空間,這樣就有機會分到足夠大小的記憶體,然後進行返回。顯然,堆的效率比棧要低得多。

從這裡我們可以看到,堆和棧相比,由於大量new/delete的使用,容易造成大量的記憶體碎片;由於沒有專門的系統支援,效率很低;由於可能引發使用者態和核心態的切換,記憶體的申請,代價變得更加昂貴。所以棧在程式中是應用最廣泛的,就算是函式的呼叫也利用棧去完成,函式呼叫過程中的引數,返回位址,ebp和區域性變數都採用棧的方式存放。所以,我們推薦大家盡量用棧,而不是用堆。 雖然棧有如此眾多的好處,但是由於和堆相比不是那麼靈活,有時候分配大量的記憶體空間,還是用堆好一些。

無論是堆還是棧,都要防止越界現象的發生(除非你是故意使其越界),因為越界的結果要麼是程式崩潰,要麼是摧毀程式的堆、棧結構,產生以想不到的結果,就算是在你的程式執行過程中,沒有發生上面的問題,你還是要小心,說不定什麼時候就崩掉,那時候debug可是相當困難的:) 對了,還有一件事,如果有人把堆疊合起來說,那它的意思是棧,可不是堆。

C 記憶體區域劃分

c 記憶體區域劃分 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回 收 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...

C 中記憶體區域的劃分

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。那些由new或者malloc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 ...

C和C 記憶體區域的劃分

c記憶體中的儲存區 棧 在執行函式時,函式內 區域性變數 的儲存單元都可以在棧上建立,函式執行結束時這些儲存單元自動被釋放。棧記憶體分配運算內置於處理器的指令集中,效率很高,但是分配的記憶體容量有限。堆 亦稱 動態記憶體分配 程式在 執行的時候用malloc或new申請任意多少的記憶體 程式設計師自...