一、記憶體基本構成
可程式設計內存在基本上分為這樣的幾大部分:
靜態儲存區、堆區和棧區。他們的功能不同,對他們使用方式也就不同。
靜態儲存區:
內存在程式編譯的時候就已經分配好,這塊內存在程式的整個執行期間都存在。
它主要存放靜態資料、全域性資料和常量。
棧區: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。
堆區:亦稱動態記憶體分配。程式在執行的時候用malloc或new申請任意大小的記憶體,
程式設計師自己負責在適當的時候用free或delete釋放記憶體。
動態記憶體的生存期可以由我們決定,如果我們不釋放記憶體,
程式將在最後才釋放掉動態記憶體。
但是,良好的程式設計習慣是:如果某動態記憶體不再使用,需要將其釋放掉,
否則,我們認為發生了記憶體洩漏現象。
二、三者之間的區別
我們通過**段來看看對這樣的三部分記憶體需要怎樣的操作和不同,
以及應該注意怎樣的地方。
例一:靜態儲存區與棧區
這個程式是有錯誤的,錯誤發生在p[2] = 『a』這行**處,
為什麼呢,是變數p和變數陣列a都存在於棧區的
(任何臨時變數都是處於棧區的,包括在main()函式中定義的變數)。
但是,資料「hello world1」和資料「hello world2」是儲存於不同的區域的。
因為資料「hello world2」存在於陣列中,所以,此資料儲存於棧區,
對它修改是沒有任何問題的。因為指標變數p僅僅能夠儲存某個儲存空間的位址,
資料「hello world1」為字串常量,所以儲存在靜態儲存區。
雖然通過p[2]可以訪問到靜態儲存區中的第三個資料單元,即字元『l』所在的儲存的單元。
但是因為資料「hello world1」為字串常量,不可以改變,所以在程式執行時,
會報告記憶體錯誤。並且,如果此時對p和p1輸出的時候會發現p和p1裡面儲存的位址是完全相同的。
換句話說,在資料區只保留乙份相同的資料(見圖1-1)。
例二:棧區與堆區
這兩個函式都是將某個儲存空間的位址返回,
二者有何區別呢?f1()函式雖然返回的是乙個儲存空間,但是此空間為臨時空間。
也就是說,此空間只有短暫的生命週期,它的生命週期在函式f1()呼叫結束時,
也就失去了它的生命價值,即:此空間被釋放掉。
所以,當呼叫f1()函式時,如果程式中有下面的語句:
char *p;
p=f1();
*p='a';
此時,編譯並不會報告錯誤,但是在程式執行時,會發生異常錯誤。
因為,你對不應該操作的記憶體(即,已經釋放掉的儲存空間)進行了操作。
但是,相比之下,f2()函式不會有任何問題。因為,new這個命令是在堆中申請儲存空間,
一旦申請成功,除非你將其delete或者程式終結,這塊記憶體將一直存在。
也可以這樣理解,堆記憶體是共享單元,能夠被多個函式共同訪問
。如果你需要有多個資料返回卻苦無辦法,堆記憶體將是乙個很好的選擇。
但是一定要避免下面的事情發生:
void f()
這個程式做了一件很無意義並且會帶來很大危害的事情。
因為,雖然申請了堆記憶體,p儲存了堆記憶體的首位址。
但是,此變數是臨時變數,當函式呼叫結束時p變數消失。
也就是說,再也沒有變數儲存這塊堆記憶體的首位址,我們將永遠無法再使用那塊堆記憶體了。
但是,這塊堆記憶體卻一直標識被你所使用
(因為沒有到程式結束,你也沒有將其delete,所以這塊堆記憶體一直被標識擁有者是當前您的程式),
進而其他程序或程式無法使用。
我們將這種不道德的「流氓行為」(我們不用,卻也不讓別人使用)稱為記憶體洩漏。
這是我們c++程式設計師的大忌!!請大家一定要避免這件事情的發生。
總之,對於堆區、棧區和靜態儲存區它們之間最大的不同在於,棧的生命週期很短暫。
但是堆區和靜態儲存區的生命週期相當於與程式的生命同時存在
(如果您不在程式執行中間將堆記憶體delete的話),我們將這種變數或資料成為全域性變數或資料。
但是,對於堆區的記憶體空間使用更加靈活,因為它允許你在不需要它的時候,
隨時將它釋放掉,而靜態儲存區將一直存在於程式的整個生命週期中。
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,產生意想不到的結果。
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。
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