网站底部 设计,个人网站内容怎么写,如何重建网站,西部数码域名注册[cpp] view plaincopyspan stylefont-family: Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif; 一个由c/C编译的程序占用的内存分为以下几个部分/span 1、栈区#xff08;stack#xff09;— 程序运行时由编译器自动分配#xff0c;存放函数的参数值… [cpp] view plaincopy span stylefont-family: Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif; 一个由c/C编译的程序占用的内存分为以下几个部分/span 1、栈区stack— 程序运行时由编译器自动分配存放函数的参数值局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。程序结束时由编译器自动释放。 2、堆区heap — 在内存开辟另一块存储区域。一般由程序员分配释放 若程序员不释放程序结束时可能由OS回收 。注意它与数据结构中的堆是两回事分配方式倒是类似于链表。 3、全局区静态区static—编译器编译时即分配内存。全局变量和静态变量的存储是放在一块的初始化的全局变量和静态变量在一块区域 未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的 另一块区域。 - 程序结束后由系统释放 4、文字常量区 —常量字符串就是放在这里的。 程序结束后由系统释放 5、程序代码区—存放函数体的二进制代码。 例子程序 这是一个前辈写的非常详细 [cpp] view plaincopy //main.cpp int a 0; 全局初始化区 char *p1; 全局未初始化区 main() { int b;// 栈 char s[] abc; //栈 char *p2; //栈 char *p3 123456; //123456/0在常量区p3在栈上。 static int c 0 //全局静态初始化区 p1 (char *)malloc(10); p2 (char *)malloc(20); //分配得来得10和20字节的区域就在堆区。 strcpy(p1, 123456); //123456/0放在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。 } C语言程序的内存分配方式 1.内存分配方式 内存分配方式有三种 [1]从静态存储区域分配。内存在程序编译的时候就已经分配好这块内存在程序的整个运行期间都存在。例如全局变量static变量。 [2]在栈上创建。在执行函数时函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中效率很高但是分配的内存容 量有限。 [3]从堆上分配亦称动态内存分配。程序在运行的时候用malloc或new申请任意多少的内存程序员自己负责在何时用free或delete释放内存。动态内存的生存期由程序员决定使用非常灵活但 如果在堆上分配了空间就有责任回收它否则运行的程序会出现内存泄漏频繁地分配和释放不同大小的堆空间将会产生堆内碎块。 2.程序的内存空间 一个程序将操作系统分配给其运行的内存块分为4个区域如下图所示。 一个由C/C编译的程序占用的内存分为以下几个部分, 1、栈区stack— 由编译器自动分配释放 存放为运行函数而分配的局部变量、函数参数、返回数据、返回地址等。其操作方式类似于数据结构中的栈。 2、堆区heap — 一般由程序员分配释放 若程序员不释放程序结束时可能由OS回收 。分配方式类似于链表。 3、全局区静态区static—存放全局变量、静态数据、常量。程序结束后由系统释放。 4、文字常量区 —常量字符串就是放在这里的。 程序结束后由系统释放。 5、程序代码区—存放函数体类成员函数和全局函数的二进制代码。 下面给出例子程序 [cpp] view plaincopy int a 0; //全局初始化区 char *p1; //全局未初始化区 int main() { int b; //栈 char s[] abc; //栈 char *p2; //栈 char *p3 123456; //123456在常量区p3在栈上。 static int c 0;//全局静态初始化区 p1 new char[10]; p2 new char[20]; //分配得来得和字节的区域就在堆区。 strcpy(p1, 123456); //123456放在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。 } 3堆与栈的比较 3.1申请方式 stack: 由系统自动分配。 例如声明在函数中一个局部变量 int b; 系统自动在栈中为b开辟空间。 heap: 需要程序员自己申请并指明大小在C中malloc函数C中是new运算符。 如p1 (char *)malloc(10); p1 new char[10]; 如p2 (char *)malloc(10); p2 new char[20]; 但是注意p1、p2本身是在栈中的。 3.2申请后系统的响应 栈只要栈的剩余空间大于所申请空间系统将为程序提供内存否则将报异常提示栈溢出。 堆首先应该知道操作系统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结点然后将该结点从空闲结点链表中删除并将该结 点的空间分配给程序。 对于大多数系统会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大小这样代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。 由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中。 3.3申请大小的限制 栈在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构是一块连续的内存的区域。这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的在 WINDOWS下栈的大小是2M也有的说是1M总之 是一个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将提示overflow。因 此能从栈获得的空间较小。 堆堆是向高地址扩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的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。堆的大小受限于计算机系统 中有效的虚拟内存。由此可见堆获得的空间比较灵活也比较大。 3.4申请效率的比较 栈由系统自动分配速度较快。但程序员是无法控制的。 堆是由new分配的内存一般速度比较慢而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便。 另外在WINDOWS下最好的方式是用VirtualAlloc分配内存他不是在堆也不是栈而是直接在进程的地址空间中保留一快内存虽然用起来最不方便。但是速度快也最灵活。 3.5堆和栈中的存储内容 栈在函数调用时第一个进栈的是主函数中后的下一条指令函数调用语句的下一条可执行语句的地址然后是函数的各个参数在大多数的C编译器中参数是由右往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然后是参数最后栈顶指针指向最开始存的地址也就是主函数中的下一条指令程序由该点继续运行。 堆一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容有程序员安排。 3.6存取效率的比较 [cpp] view plaincopy char s1[] a; char *s2 b; a是在运行时刻赋值的而b是在编译时就确定的但是在以后的存取中在栈上的数组比指针所指向的字符串(例如堆)快。 比如 [cpp] view plaincopy int main(){ char a 1; char c[] 1234567890; char *p 1234567890; a c[1]; a p[1]; return 0; } 对应的汇编代码[cpp] view plaincopy 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 [edx1] 00401073 88 45 FC mov byte ptr [ebp-4],al 第一种在读取时直接就把字符串中的元素读到寄存器cl中而第二种则要先把指针值读到edx中再根据edx读取字符显然慢了。 3.7小结 堆和栈的主要区别由以下几点 1、管理方式不同 2、空间大小不同 3、能否产生碎片不同 4、生长方向不同 5、分配方式不同 6、分配效率不同 管理方式对于栈来讲是由编译器自动管理无需我们手工控制对于堆来说释放工作由程序员控制容易产生memory leak。 空间大小一般来讲在32位系统下堆内存可以达到4G的空间从这个角度来看堆内存几乎是没有什么限制的。但是对于栈来讲一般都是有一定的空间大小的例如在VC6下面默认的栈空间大 小是1M。当然这个值可以修改。 碎片问题对于堆来讲频繁的new/delete势必会造成内存空间的不连续从而造成大量的碎片使程序效率降低。对于栈来讲则不会存在这个问题因为栈是先进后出的队列他们是如此的一 一对应以至于永远都不可能有一个内存块从栈中间弹出在他弹出之前在他上面的后进的栈内容已经被弹出详细的可以参考数据结构。 生长方向对于堆来讲生长方向是向上的也就是向着内存地址增加的方向对于栈来讲它的生长方向是向下的是向着内存地址减小的方向增长。 分配方式堆都是动态分配的没有静态分配的堆。栈有2种分配方式静态分配和动态分配。静态分配是编译器完成的比如局部变量的分配。动态分配由malloca函数进行分配但是栈的动态分 配和堆是不同的他的动态分配是由编译器进行释放无需我们手工实现。 分配效率栈是机器系统提供的数据结构计算机会在底层对栈提供支持分配专门的寄存器存放栈的地址压栈出栈都有专门的指令执行这就决定了栈的效率比较高。堆则是C/C函数库提供的 它的机制是很复杂的例如为了分配一块内存库函数会按照一定的算法具体的算法可以参考数据结构/操作系统在堆内存中搜索可用的足够大小的空间如果没有足够大小的空间可能是由于内 存碎片太多就有可能调用系统功能去增加程序数据段的内存空间这样就有机会分 到足够大小的内存然后进行返回。显然堆的效率比栈要低得多。 从这里我们可以看到堆和栈相比由于大量new/delete的使用容易造成大量的内存碎片由于没有专门的系统支持效率很低由于可能引发用户态和核心态的切换内存的申请代价变得更 加昂贵。所以栈在程序中是应用最广泛的就算是函数的调用也利用栈去完成函数调用过程中的参数返回地址 EBP和局部变量都采用栈的方式存放。所以我们推荐大家尽量用栈而不是用堆。 虽然栈有如此众多的好处但是由于和堆相比不是那么灵活有时候分配大量的内存空间还是用堆好一些。 无论是堆还是栈都要防止越界现象的发生除非你是故意使其越界因为越界的结果要么是程序崩溃要么是摧毁程序的堆、栈结构产生以想不到的结果。 4.new/delete与malloc/free比较 从C角度上说使用new分配堆空间可以调用类的构造函数而malloc()函数仅仅是一个函数调用它不会调用构造函数它所接受的参数是一个unsigned long类型。同样delete在释放堆空间之 前会调用析构函数而free函数则不会。 [cpp] view plaincopy class Time{ public: Time(int,int,int,string); ~Time(){ coutcall Time’s destructor by:nameendl; } private: int hour; int min; int sec; string name; }; Time::Time(int h,int m,int s,string n){ hourh; minm; secs; namen; coutcall Time’s constructor by:nameendl; } int main(){ Time *t1; t1(Time*)malloc(sizeof(Time)); free(t1); Time *t2; t2new Time(0,0,0,t2); delete t2; system(PAUSE); return EXIT_SUCCESS; } 结果call Time’s constructor by:t2call Time’s destructor by:t2从结果可以看出使用new/delete可以调用对象的构造函数与析构函数并且示例中调用的是一个非默认构造函数。但在堆上分配对象数组时只能调用默认构造函数不能调用其他任何构造函数
