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
char* p = 「hello world1」;
char a = 「hello world2」;
p[2] = 『a』;
a[2] = 『a』;
char* p1 = 「hello world1;」
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
char* f1()
char* f2()
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。
【規則1】用malloc 或new 申請記憶體之後，應該立即檢查指標值是否為null。防止使用指標值為null 的記憶體。
【規則2】不要忘記為陣列和動態記憶體賦初值。防止將未被初始化的記憶體作為右值使用。
【規則3】避免陣列或指標的下標越界，特別要當心發生「多1」或者「少1」操作。
【規則4】動態記憶體的申請與釋放必須配對，防止記憶體洩漏。
【規則5】用free 或delete 釋放了記憶體之後，立即將指標設定為null，防止產生「野指標」。
堆與棧的討論：
管理方式：
堆中資源由程式設計師控制（容易產生memory leak）。
棧資源由編譯器自動管理，無需手工控制。
系統響應：
對於堆，應知道系統有乙個記錄空閒記憶體位址的鍊錶，當系統收到程式申請時，遍歷該鍊錶，尋找第乙個空間大於申請空間的堆結點，刪除空閒結點鍊錶中的該結點，並將該結點空間分配給程式（大多數系統會在這塊記憶體空間首位址記錄本次分配的大小，這樣delete才能正確釋放本記憶體空間，另外系統會將多餘的部分重新放入空閒鍊錶中）。
對於棧，只要棧的剩餘空間大於所申請空間，系統為程式提供記憶體，否則報異常提示棧溢位。
空間大小：
堆是不連續的記憶體區域（因為系統是用鍊錶來儲存空閒記憶體位址，自然不是連續的），堆大小受限於計算機系統中有效的虛擬記憶體（32bit系統理論上是4g），所以堆的空間比較靈活，比較大。
棧是一塊連續的記憶體區域，大小是作業系統預定好的，windows下棧大小是2m（也有是1m，在編譯時確定，vc中可設定）。
碎片問題：
對於堆，頻繁的new/delete會造成大量碎片，使程式效率降低。
對於棧，它是乙個先進後出的佇列，進出一一對應，不會產生碎片。
生長方向：
堆向上，向高位址方向增長。
棧向下，向低位址方向增長。
分配方式：
堆都是動態分配（沒有靜態分配的堆）。
棧有靜態分配和動態分配，靜態分配由編譯器完成（如區域性變數分配），動態分配由alloca函式分配，但棧的動態分配的資源由編譯器進行釋放，無需程式設計師實現。
分配效率：
堆由c/c++函式庫提供，機制很複雜。所以堆的效率比棧低很多。
棧是極其系統提供的資料結構，計算機在底層對棧提供支援，分配專門暫存器存放棧位址，棧操作有專門指令
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2019-02-17 00:44
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