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一、預(yù)備知識(shí)-程序的內(nèi)存分配 一個(gè)由c/C++編譯的程序占用的內(nèi)存分為以下幾個(gè)部分

1、棧區(qū)(stack)- 由編譯器自動(dòng)分配釋放 ,存放函數(shù)的參數(shù)值，局部變量的值等。其操作方式類(lèi)似于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的棧。

2、堆區(qū)(heap) - 一般由程序員分配釋放， 若程序員不釋放，程序結(jié)束時(shí)可能由OS回收 .注意它與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的堆是兩回事，分配方式倒是類(lèi)似于鏈表，呵呵。

3、全局區(qū)(靜態(tài)區(qū))(static)-,全局變量和靜態(tài)變量的存儲(chǔ)是放在一塊的，初始化的全局變量和靜態(tài)變量在一塊區(qū)域， 未初始化的全局

變量和未初始化的靜態(tài)變量在相鄰的另一塊區(qū)域。 - 程序結(jié)束后有系統(tǒng)釋放

4、文字常量區(qū) -常量字符串就是放在這里的。 程序結(jié)束后由系統(tǒng)釋放

5、程序代碼區(qū)-存放函數(shù)體的二進(jìn)制代碼。

二、例子程序 這是一個(gè)前輩寫(xiě)的，非常詳細(xì) //main.cpp int a = 0; 全局初始化區(qū) char *p1; 全局未初始化區(qū) main() { int b; 棧 char s[] = "abc"; 棧 char *p2; 棧 char *p3 = "123456"; 123456在常量區(qū)，p3在棧上。 static int c =0; 全局(靜態(tài))初始化區(qū) p1 = (char *)malloc(10); p2 = (char *)malloc(20); 分配得來(lái)得10和20字節(jié)的區(qū)域就在堆區(qū)。 strcpy(p1, "123456"); 123456放在常量區(qū)，編譯器可能會(huì)將它與p3所指向的"123456"優(yōu)化成一個(gè)地方。 }

三、堆和棧的理論知識(shí)

2.1申請(qǐng)方式 stack: 由系統(tǒng)自動(dòng)分配。 例如，聲明在函數(shù)中一個(gè)局部變量 int b; 系統(tǒng)自動(dòng)在棧中為b開(kāi)辟空間 heap: 需要程序員自己申請(qǐng)，并指明大小，在c中malloc函數(shù) 如p1 = (char *)malloc(10); 在C++中用new運(yùn)算符 如p2 = (char *)malloc(10); 但是注意p1、p2本身是在棧中的。

2.2 申請(qǐng)后系統(tǒng)的響應(yīng) 棧：只要棧的剩余空間大于所申請(qǐng)空間，系統(tǒng)將為程序提供內(nèi)存，否則將報(bào)異常提示棧溢出。 堆：首先應(yīng)該知道操作系統(tǒng)有一個(gè)記錄空閑內(nèi)存地址的鏈表，當(dāng)系統(tǒng)收到程序的申請(qǐng)時(shí)， 會(huì)遍歷該鏈表，尋找第一個(gè)空間大于所申請(qǐng)空間的堆結(jié)點(diǎn)，然后將該結(jié)點(diǎn)從空閑結(jié)點(diǎn)鏈表中刪除，并將該結(jié)點(diǎn)的空間分配給程序，另外，對(duì)于大多數(shù)系統(tǒng)，會(huì)在這塊內(nèi)存空間中的首地址處記錄本次分配的大小，這樣，代碼中的delete語(yǔ)句才能正確的釋放本內(nèi)存空間。另外，由于找到的堆結(jié)點(diǎn)的大小不一定正好等于申請(qǐng)的大小，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)的將多余的那部分重新放入空閑鏈表中。

2.3申請(qǐng)大小的限制 棧：在Windows下，棧是向低地址擴(kuò)展的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是一塊連續(xù)的內(nèi)存的區(qū)域。這句話(huà)的意思是棧頂?shù)牡刂泛蜅５淖畲笕萘渴窍到y(tǒng)預(yù)先規(guī)定好的 ,在 WINDOWS下，棧的大小是2M(也有的說(shuō)是1M,總之是一個(gè)編譯時(shí)就確定的常數(shù))，如果申請(qǐng)的空間超過(guò)棧的剩余空間時(shí)，將提示overflow.因此，能從棧獲得的空間較小。 堆：堆是向高地址擴(kuò)展的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是不連續(xù)的內(nèi)存區(qū)域。這是由于系統(tǒng)是用鏈表來(lái)存儲(chǔ)的空閑內(nèi)存地址的，自然是不連續(xù)的，而鏈表的遍歷方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中有效的虛擬內(nèi)存。由此可見(jiàn)，堆獲得的空間比較靈活，也比較大。

2.4申請(qǐng)效率的比較： 棧由系統(tǒng)自動(dòng)分配，速度較快。但程序員是無(wú)法控制的。 堆是由new分配的內(nèi)存，一般速度比較慢，而且容易產(chǎn)生內(nèi)存碎片，不過(guò)用起來(lái)最方便。

另外，在WINDOWS下，最好的方式是用VirtualAlloc分配內(nèi)存，他不是在堆，也不是在棧是直接在進(jìn)程的地址空間中保留一快內(nèi)存，雖然用起來(lái)最不方便。但是速度快，也最靈活

2.5堆和棧中的存儲(chǔ)內(nèi)容 棧： 在函數(shù)調(diào)用時(shí)，第一個(gè)進(jìn)棧的是主函數(shù)中后的下一條指令(函數(shù)調(diào)用語(yǔ)句的下一條可執(zhí)行語(yǔ)句)的地址，然后是函數(shù)的各個(gè)參數(shù)，在大多 數(shù)的C編譯器中，參數(shù)是由右往左入棧的，然后是函數(shù)中的局部變量。注意靜態(tài)變量是不入棧的。 當(dāng)本次函數(shù)調(diào)用結(jié)束后，局部變量先出棧，然后是參數(shù)，最后棧頂指針指向最開(kāi)始存的地址，也就是主函數(shù)中的下一條指令，程序由該點(diǎn)繼續(xù)運(yùn)行。 堆：一般是在堆的頭部用一個(gè)字節(jié)存放堆的大小。堆中的具體內(nèi)容有程序員安排。

2.6存取效率的比較 char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa"; char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb"; aaaaaaaaaaa是在運(yùn)行時(shí)刻賦值的; 而bbbbbbbbbbb是在編譯時(shí)就確定的; 但是，在以后的存取中，在棧上的數(shù)組比指針?biāo)赶虻淖址?例如堆)快。 比如： #include void main() { char a = 1; char c[] = "1234567890"; char *p ="1234567890"; a = c[1]; a = p[1]; return; }

對(duì)應(yīng)的匯編代碼 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

第一種在讀取時(shí)直接就把字符串中的元素讀到寄存器cl中，而第二種則要先把指針值讀到edx中，在根據(jù)edx讀取字符，顯然慢了。

2.7小結(jié)： 堆和棧的區(qū)別可以用如下的比喻來(lái)看出： 使用棧就象我們?nèi)ワ堭^里吃飯，只管點(diǎn)菜(發(fā)出申請(qǐng))、付錢(qián)、和吃(使用)，吃飽了就走，不必理會(huì)切菜、洗菜等準(zhǔn)備工作和洗碗、刷鍋等掃尾工作，他的好處是快捷，但是自由度小。 使用堆就象是自己動(dòng)手做喜歡吃的菜肴，比較麻煩，但是比較符合自己的口味，而且自由度大。 堆和棧的區(qū)別主要分： 操作系統(tǒng)方面的堆和棧，如上面說(shuō)的那些，不多說(shuō)了。 還有就是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方面的堆和棧，這些都是不同的概念。這里的堆實(shí)際上指的就是(滿(mǎn)足堆性質(zhì)的)優(yōu)先隊(duì)列的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，第1個(gè)元素有最高的優(yōu)先權(quán);棧實(shí)際上就是滿(mǎn)足先進(jìn)后出的性質(zhì)的數(shù)學(xué)或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 雖然堆棧，堆棧的說(shuō)法是連起來(lái)叫，但是他們還是有很大區(qū)別的，連著叫只是由于歷史的原因。

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