内存分配方式,堆和栈区别.doc

1.内存分配方式
内存分配方式有三种：
[1]从静态存储区域分配。内存在程序编译的时候就已经分配好，这块内存在程序的整个运行期间都存在。例如全局变量，static变量。
[2]在栈上创建。在执行函数时，函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建，函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中，效率很高，但是分配的内存容量有限。
[3]从堆上分配，亦称动态内存分配。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。动态内存的生存期由程序员决定，使用非常灵活，但如果在堆上分配了空间，就有责任回收它，否则运行的程序会出现内存泄漏，频繁地分配和释放不同大小的堆空间将会产生堆内碎块。

2.程序的内存空间
一个程序将操作系统分配给其运行的内存块分为4个区域，如下图所示。
代码区(codearea)程序内存空间全局数据区(dataarea)堆区(heaparea)栈区(stackarea)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，存放为运行函数而分配的局部变量、函数参数、返回数据、返回地址等。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。分配方式类似于链表。
3、全局区（静态区）（static）存放全局变量、静态数据、常量。程序结束后有系统释放
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（类成员函数和全局函数）的二进制代码。
下面给出例子程序，
inta=0;//全局初始化区
char*p1;//全局未初始化区
intmain(){
intb;//栈
chars[]=\"abc\";//栈
char*p2;//栈
char*p3=\"123456\";//123456\\0在常量区，p3在栈上。
staticintc=0;//全局（静态）初始化区
p1=newchar[10];
p2=newchar[20];
//分配得来得和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。
}
3．堆与栈的比较
3.1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intb;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，C++中是new运算符。
如p1=(char*)malloc(10);p1=newchar[10];
如p2=(char*)malloc(10);p2=newchar[20];
但是注意p1、p2本身是在栈中的。
3.2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。
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。
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。
3.3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。
3.4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，也不是栈，而是直接在进程的地址空间中保留一快内存，虽然用起来最不方便。但是速度快，也最灵活。
3.5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