内存操作中的栈、堆等

C++内存操作中的栈、堆等

ex1. 如下C++程序：
int i = 0x22222222;
char szTest[] = "aaaa";  //a的ASCII码为0x61
func(i,szTest);         //函数原型为void func(int i, char *sz);
请问刚进入func函数时，参数在栈中的形式为哪般？

调用函数时首先进行参数压栈，一般情况下压栈顺序为从右到左，先压sz再压i...最后压函数地址，但是压sz的时候是压szTest的地址。不过除了压栈顺序，还要考虑栈的生长顺序。zaiWindows平台下，栈都是从从高地址到底地址生长的

ex2. 请讲述heap与stack的差别
 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。
  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。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，呵呵。
 3、全局区（静态区）（static）—，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。
 
                                                       
以下是实际说明的程序代码  
 //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。  
  }  
 
 
堆和栈的理论知识  
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  
  如p1 = (char*)malloc(10);  
 在C++中用new运算符  
  如p2 = newchar[10];  
 但是注意p1、p2本身是在栈中的。  
 
 
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，另外，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。另外，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 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。  

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，也不是在栈是直接在进程的地址空间中保留一块内存，虽然用起来最不方便。但是速度快，也最灵活。
   
 
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。堆中的具体内容由程序员安排。  

6存取效率的比较  
  char s1[] ="aaaaaaaaaaaaaaa";  
  char *s2 ="bbbbbbbbbbbbbbbbb";  
 aaaaaaaaaaa是在运行时刻赋值的；  
 而bbbbbbbbbbb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：  
 #include  
  voidmain()  
  {  
  char a =1;  
  char c[] ="1234567890";  
  char *p="1234567890";  
  a =c[1];  
  a =p[1];  
 return;  
  }  
 对应的汇编代码  
  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。  
 
7小结：  
 堆和栈的区别可以用如下的比喻来看出：  
 使用栈就象我们去饭馆里吃饭，只管点菜（发出申请）、付钱、和吃（使用），吃饱了就走，不必理会切菜、洗菜等准备工作和洗碗、刷锅等扫尾工作，他的好处是快捷，但是自由度小。  
  使用堆就象是自己动手做喜欢吃的菜肴，比较麻烦，但是比较符合自己的口味，而且自由度大。