参考文章
几大区域简介
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栈区(stack):
- 由编译器管理(分配释放)
- 存放函数参数值、局部变量的值(函数中的基本数据类型)
- 栈区的操作方式类似数据结构中的栈(先进后出)
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堆区(heap):
- 由程序员管理(分配释放),若程序员不释放,程序结束时可能由系统(OS)回收
- 存放程序员new出来的对象
- 堆的操作方式与数据结构中的堆不同,操作方式类似于链表
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全局区(又称静态区)(static):
- 由编译器管理(分配释放),程序结束后由系统释放
- 存放全局变量和静态变量
- 有两块区域组成全局区(静态区),一块是存放未初始化的全局变量和静态变量,另一块是初始化完成的全局变量和静态变量,这两块区域是相邻的
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文字常量区:
- 由编译器管理(分配释放),程序结束后由系统释放
- 存放常量字符串
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程序代码区:
例子程序
//main.cpp
int a = 0; //全局初始化区
char *p1; //全局未初始化区
main()
{
int b; //栈区
char s[] = "abc"; //栈区
char *p2; //栈区
char *p3 = "123456"; //123456/0在文字常量区,p3在栈区上。
static int c =0; //全局初始化区
p1 = (char *)malloc(10); //堆区
p2 = (char *)malloc(20); //堆区
strcpy(p1, "123456"); //123456/0放在文字常量区,编译器可能会将它与p3所指向的 "123456" 优化成一个地方。
}
几大区域详解
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申请方式
- 栈区(stack):系统自动分配。例如,在函数中声明一个局部变量(int b;),系统会自动在栈中开辟空间。
- 堆区(heap):需要程序员自己申请,并指明大小,例如(char *p1 = (char *)malloc(10);char *p2 = new char[10];)注意p1、p2本身是在栈区,它俩指向的地址是在堆区
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申请后系统的响应
- 栈区:只要栈区的剩余空间大于所申请的空间,系统将为程序提供内存,否则将报异常提示栈溢出
- 堆区:操作系统会有一个记录空闲内存地址的链表,当系统收到程序的申请时,会遍历该链表,寻找第一个空间大于所申请空间的堆节点,然后将该节点从空闲链表中删除,并将该节点的空间分配个程序,另外,对于大多数系统,会在这块内存空间中的首地址除记录本次分配的空间大小,这样,代码中的delete语句就可以正确的释放该内存空间。另外,由于找到的堆节点的大小不一定正好等于申请的大小,系统会自动将多余的内存空间重新放入空闲链表中。
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申请大小的限制
- 栈区:栈区是向低地址拓展的数据结构,是一块连续的内存,栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的,是一个在编译时就确定的常数,如果申请的空间超过栈的剩余空间时,会提示overflow(在windows下会提示,其余系统不确定),因此,能从栈获得的空间较小。
- 堆区:堆是向搞地质拓展的数据结构,是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储空闲内存地址的,自然是不连续的,而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆区的大小受限于计算机系统的虚拟内存,由此可见,堆区获得的空间较灵活,空间较大。
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申请效率的比较
- 栈区:栈区由系统自动分配,速度快,但程序员无法控制
- 堆区:堆区是new(c++中使用,即创建新对象)分配的内存,一般速度较慢,而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便。(在windows下,最好的方式是用VirtualAlloc分配内存,这块内存即不是在堆区,也不是在栈区,是直接在进程的地址空间中保留的一块内存,虽然用起来最不方便,但是速度快,页最灵活)
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存储内容
- 栈区:在函数调用时,第一个进栈的是主函数后的下一条指令(函数调用语句的下一条执行语句,可能是函数的第一行语句)的地址,然后是函数的各个参数,在大多数的c编译器中,参数都是由右向左入栈的,然后是函数中的局部变量(注意静态变量是不入栈的),当本次函数调用结束后,局部变量先出栈(栈的数据出入:先进后出),然后是参数,最后是栈定指针指向最开始的内存地址,也就是主函数中的下一条指令,程序由该点继续运行
- 堆区:一般是在堆头部用一个字节存放堆空间大小,堆中的具体内容由程序员具体安排
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存取效率比较
- 堆区:堆区是在运行时刻赋值的
- 栈区:栈区也是在运行时刻赋值的,栈区的读写速度比堆区快
- 全局区:编译时就会确定
- 其余的现在不确定
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结语:
- 栈区是点菜(只管吃,其他都不用管),堆区是自助餐(都自己来)
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