C++内存分配机制

    程序运行时需要系统分配 内存，那么系统如何为程序分配内存呢？
    首先，我们得清楚内存分配方式分为类：静态分配内存和动态分配内存。那么这两种又是个什么东西？好的，基于这个问题我们来看一下他们的定义：
静态分配内存：由编译器根据变量类型来确定分配给变量多少 字节的 内存区域。
动态分配内存： 程序在运行的时候用malloc 或new 申请任意多少的内存，程序员自己负责在何时用free 或delete 释放内存。由于java中的有垃圾回收机制，释放这种事就交给他来做了。
    明白了静态和动态的区别，下面我们来谈谈C++中的内部存储区：
分为5类：
一.静态分配区
1.全局变量和静态变量存放区：主要存放定义在所有函数之外的全局变量，以及用 static 声明 的静态变量。变量有效时间直到程序结束。

2.常量存放区：常量是指那些用 const关键字修饰的变量。在java中用final关键字来修饰。变量有效时间直到所在块结束，即函数外定义的就直到程序结束，函数中定义的就直到函数调用结束。
3.栈：存放函数中的局部变量以及函数调用时的参数。变量有效时间直到函数结束。
以上就是静态分配所分配的三种内存区域，他们的内存分配在编译阶段完成。清楚了吧。好，下面我们来聊一些与上面知识点相关的东西：const和static的区别。
const：被修饰的变量为常量，只能赋值一次，以后不可更改，与宏定义的效果类似，但 作用域和普通变量一样 。

static： 被修饰的变量可以保存上一次的执行结果，作用域和普通变量一样。

 上段代码：  

#include  <iostream>

using  namespace  std ;

int  global  =  0 ;      //存放在全局变量区，值为0

const  double  pi  =  3.14 ;   //存放在静态变量区，值为3.14

int  main ( ) {

     double   plus ( int  a ) ;

     int  i ;     //只是声明了一个变量，值为系统默认添加

     int  j ;

     cout  <<  "input 2 number:"  <<  endl ;

     cin  >>  i ;

     cin  >>  j ;

    

     double  s1  =  0 ; //s1存放在栈中，它的值是0

     double  s2  =  0 ;

     s1  =  plus ( i ) ;

     s2  =  plus ( j ) ;

     cout  <<  s1  <<  " "  <<  s2  << endl ; 

    

     return  0 ;

}

  double  plus ( int  a ) {

     static  int  count  =  0 ;   //存放在静态区，可以保存上一次计算结果

     count ++ ;

     cout  <<  "run"  <<  count  <<  "times"  << endl ;

     return  a  *  a  *  pi ;

}

在上面的程序编译阶段静态分配存储是这个样子的

当你运行到函数plus时，系统在栈区s2的上面再为参数a分配内存。
其实在内存当中，这几部分存储区是这样子的，像下面这张图

全局变量和静态变量，从低位地址开始分配，占一块特殊的内存，因为程序要不时地去调用他，知道程序结束，所以特殊照顾了。
堆区，从全局变量和静态变量结束的地方开始分配内存，向下增长。
栈区，从内存高位地址开始分配，向上增长。
  二.动态分配 区

4.堆： 堆是由new申请的内存，由delete或delete[]负责释放该堆。
5.自由存储区，存储由程序员用malloc/calloc/realloc分配，free释放。如果程序员忘记free了，则会造成内存泄露，程序结束时该片内存会由OS回收。  
以上两种内存区在程序运行时进行动态分配。

 

#include  <iostream>

#include  <String>

using  namespace  std ;

int  main ( ) {

     char  * p  =  ( char * ) malloc ( 13 ) ;  //再堆中分配13字节内存空间，并把地址返回给栈中的变量p

     p  =  "Hello World!" ;

     cout  <<  p  <<  endl ;

     char  * q  =  new  char [ 5 ] ;   //在堆中分配5个cha型字节内存空间，并把地址返回给栈中的变量p

     q  =  "I love C++" ;

     cout  <<  q  << endl ;

 

     return  0 ;

}

上面的程序在运行时分配是这样的：
 
当malloc时，系统把p分配在栈中，并在自由存储区中分配出所需要的内存，将分配地址返回给p中存储，
当new时，系统把q分配在栈中，并在堆中分配所需要的内存，将分配地址返回给q中存储。
有么有明白一点呢？
还有一个问题是int a = 10；类似于这种基本类型存放在哪呢？答案是在栈里，为a分配一块内存，里面存储内容为10。
其实，他有几块存储区并不是重点，重点是理解动态与静态分配内存的过程和区别。
文章到这里也就结束了。在最后抛出一个问题：
1.数组int arry[5] ={1,2,3,4,5,}当中{1,2,3,4,5,}是在哪里开辟内存存储，他既没有new，也没有malloc
2.同样的string s = "Hello World!" 当中的 "Hello World! "又是存放在哪里呢？