堆記憶體和棧記憶體

2021-07-14 02:31:29 字數 3704 閱讀 9040

一、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

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**。

二、例子程式

[cpp]view plain

copy

inta = 0; //全域性初始化區

char

*p1; 

//全域性未初始化區

main()  

三、堆和棧的理論知識 

3.1

申請後系統的響應

: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。 

注意這裡,

malloc

分配失敗會返回空指標,但

new分配失敗只會丟擲異常,需要

[cpp]view plain

copy

catch

( const

bad_alloc& e )   

3.2

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,由編譯器決定棧的大小

(一般1m/2m

),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。 

3.3

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。 

: 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。

3.4

堆和棧中的儲存內容

: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。 

:一般是在堆的頭部用乙個位元組存放堆的大小。

堆中的具體內容由程式設計師安排

3.5

訪問效率的比較

[cpp]view plain

copy

chars = 

"abc"

; //棧 

char

*p3 = 

"123456"

; //123456\0在常量區,p3在棧上。

abc是在執行時刻賦值的;而

123456

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。 

3.6

小心記憶體洩漏

在堆上分配記憶體很容易造成記憶體洩漏,這是

c/c++

的最大的「克星」,如果你的程式要穩定,那麼就不要出現

memoryleak

。所以,我還是要在這裡千叮嚀萬囑付,在使用

malloc

系統函式(包括

calloc

,realloc

)時千萬要小心。 

記得有乙個

unix

上的服務應用程式,大約有幾百的

c檔案編譯而成,執行測試良好,等使用時,每隔三個月系統就是

down

一次,搞得許多人焦頭爛額,查不出問題所在。只好,每隔兩個月人工手動重啟系統一次。出現這種問題就是

memeryleak

在做怪了,在

c/c++

中這種問題總是會發生,所以你一定要小心。 

對於malloc

和free

的操作有以下規則: 

1)配對使用,

有乙個malloc

,就應該有乙個

free

。(c++

中對應為

new和

delete

) 2) 

盡量在同一層上使用

,不要malloc

在函式中,而

free

在函式外。最好在同一呼叫層上使用這兩個函式。 

3)malloc

分配的記憶體一定要初始化。

free

後的指標一定要設定為

null。 

注:雖然現在的作業系統(如:

unix

和win2k/nt

memoryleak

的記憶體,所以,最好還是你自己來做這個工作。(

有的時候不知不覺就出現

memoryleak

了,而且在幾百萬行的**中找無異於海底撈針,

rational

有乙個工具叫

purify

,可能很好的幫你檢查程式中的

memoryleak

堆記憶體和棧記憶體

堆 順序隨意 棧 先進後出 堆和棧的區別 一 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...

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