記憶體分配 知識,全域性，區域性，靜態變數
預備知識—程式的記憶體分配
乙個由c/c++編譯的程式占用的記憶體分為以下幾個部分
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**。
乙個正常的程式在記憶體中通常分為程式段，資料端和堆疊三部分。程式段裡放著程式的機器碼和唯讀資料，這個段通常是唯讀，對它的寫操作是非法的。資料段放的是程式中的靜態資料。動態資料則通過堆疊來存放。在記憶體中，它們的位置如下：
+------------------+ 記憶體低端
| 程式段 |
|------------------|
| 資料段 |
|------------------|
| 堆疊 |
+------------------+ 記憶體高階
堆疊是記憶體中的乙個連續的塊。乙個叫堆疊指標的暫存器（sp）指向堆疊的棧頂。堆疊的底部是乙個固定位址。堆疊有乙個特點就是，後進先出。也就是說，後放入的資料第乙個取出。它支援兩個操作，push和pop。push是將資料放到棧的頂端，pop是將棧頂的資料取出。
在高階語言中，程式函式呼叫和函式中的臨時變數都用到堆疊。為什麼呢？因為在呼叫乙個函式時，我們需要對當前的操作進行保護，也為了函式執行後，程式可以正確的找到地方繼續執行，所以引數的傳遞和返回值也用到了堆疊。通常對區域性變數的引用是通過給出它們對sp的偏移量來實現的。另外還有乙個基址指標（fp，在intel晶元中是bp），許多編譯器實際上是用它來引用本地變數和引數的。通常，引數的相對fp的偏移是正的，區域性變數是負的。
當程式中發生函式呼叫時，計算機做如下操作：首先把引數壓入堆疊；然後儲存指令暫存器(ip)中的內容，做為返回位址(ret)；第三個放入堆疊的是基址暫存器(fp)；然後把當前的棧指標(sp)拷貝到fp，做為新的基位址；最後為本地變數留出一定空間，把sp減去適當的數值。
在函式體中定義的變數通常是在棧上，用malloc, calloc, realloc等分配記憶體的函式分配得到的就是在堆上。在所有函式體外定義的是全域性量，加了static修飾符後不管在**都存放在全域性區（靜態區）,在所有函式體外定義的static變數表示在該檔案中有效，不能extern到別的檔案用，在函式體內定義的static表示只在該函式體內有效。另外，函式中的"adgfdf"這樣的字串存放在常量區。
對比：1 效能
棧：棧存在於ram中。棧是動態的，它的儲存速度是第二快的。stack
堆：堆位於ram中，是乙個通用的記憶體池。所有的物件都儲存在堆中。heap
2 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。
3 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。
4 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。
5 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。但是速度快，也最靈活。
6 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。
7 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標值讀到edx中，在根據edx讀取字元，顯然慢了。
小結：
堆和棧的區別可以用如下的比喻來看出：
使用棧就象我們去飯館裡吃飯，只管點菜（發出申請）、付錢、和吃（使用），吃飽了就走，不必理會切菜、洗菜等準備工作和洗碗、刷鍋等掃尾工作，他的好處是快捷，但是自由度小。
使用堆就象是自己動手做喜歡吃的菜餚，比較麻煩，但是比較符合自己的口味，而且自由度大。
記憶體分配 知識,全域性，區域性，靜態變數
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