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。
2、堆区(heap): 一般由程序员分配释放, 若程序员不释放,程序结束时可能由系统回收 。
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。
4、文字常量区:常量字符串就是放在这里的。
5、程序代码区:存放函数体的二进制代码。
//main.c
int a = 0; //全局初始化区
char *p1 = NULL; //全局未初始化区
void main()
{
int b = 0; //栈
char s[] = "abc";// 栈
char *p2 = NULL; //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。
}
堆和栈的区别:
<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,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。
<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。
<3>申请大小的限制
栈: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。
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
栈:由系统自动分配,速度较快。程序员是无法控制的。
堆:由new/malloc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。
<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的地址,然后是函数的各个参数,参数是由右往左入栈的,然后是函数中的局部变量。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 str[] = "abcdefg"; //运行时刻赋值
char *pstr = "abcdefg"; //在编译时就确定
void main()
{
char a = 1;
char c[] = "1234567890";
char *p ="1234567890";
a = c[1];
a = p[1];
}
对应的汇编代码:
: a = c[1];
00E46EA7 B8 01 00 00 00 mov eax,1
00E46EAC C1 E0 00 shl eax,0
00E46EAF 8A 4C 05 E0 mov cl,byte ptr c[eax]
00E46EB3 88 4D F7 mov byte ptr [a],cl //直接取值
: a = p[1];
00E46EB6 B8 01 00 00 00 mov eax,1
00E46EBB C1 E0 00 shl eax,0
00E46EBE 8B 4D D4 mov ecx,dword ptr [p]
00E46EC1 8A 14 01 mov dl,byte ptr [ecx+eax] //根据偏移量取值