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C/C++程式的記憶體空間及堆、棧區比較

C/C++程式的記憶體空間

一個由C/C++編譯的程式佔用的記憶體分為以下幾個部分:

1、棧區(stack):又編譯器自動分配釋放,存放函式的引數值,區域性變數的值等,其操作方式類似於資料結構的棧。

2、堆區(heap):一般是由程式設計師分配釋放,若程式設計師不釋放的話,程式結束時可能由OS回收,值得注意的是他與資料結構的堆是兩回事,分配方式倒是類似於資料結構的連結串列。

3、全域性區(static):也叫靜態資料記憶體空間,儲存全域性變數和靜態變數,全域性變數和靜態變數的儲存是放一塊的,初始化的全域性變數和靜態變數放一塊區域,沒有初始化的在相鄰的另一塊區域,程式結束後由系統釋放。

4、文字常量區:常量字串就是放在這裡,程式結束後由系統釋放。

5、程式程式碼區:存放函式體的二進位制程式碼。

堆、棧區比較

1、由以上綜述就可以得知,他們程式的記憶體分配方式不同。

2、申請和響應不同:

(1)申請方式:

stack由系統自動分配,系統收回;heap需要程式設計師自己申請,C中用函式malloc分配空間,用free釋放,C++用new分配,用delete釋放。

(2)申請後系統的響應:

棧:只要棧的剩餘空間大於所申請的空間,體統將為程式提供記憶體,否則將報異常提示棧溢位。

堆:首先應該知道作業系統有一個記錄記憶體地址的連結串列,當系統收到程式的申請時,會遍歷該連結串列,尋找第一個空間大於所申請的空間的堆結點,然後將該結點從空閒結點連結串列中刪除,並將該結點的空間分配給程式。另外,對於大多數系統,會在這塊記憶體空間中的首地址處記錄本次分配的大小,這樣程式碼中的delete或free語句就能夠正確的釋放本記憶體空間。另外,由於找到的堆結點的大小不一定正好等於申請的大小,系統會將多餘的那部分重新放入空閒連結串列中。

3、申請的大小限制不同:

棧:在windows下,棧是向低地址擴充套件的資料結構,是一塊連續的記憶體區域,棧頂的地址和棧的最大容量是系統預先規定好的,能從棧獲得的空間較小。

堆:堆是向高地址擴充套件的資料結構,是不連續的記憶體區域,這是由於系統是由連結串列在儲存空閒記憶體地址,自然堆就是不連續的記憶體區域,且連結串列的遍歷也是從低地址向高地址遍歷的,堆得大小受限於計算機系統的有效虛擬記憶體空間,由此空間,堆獲得的空間比較靈活,也比較大。

4、申請的效率不同:

棧:棧由系統自動分配,速度快,但是程式設計師無法控制。

堆:堆是有程式設計師自己分配,速度較慢,容易產生碎片,不過用起來方便。

5、堆和棧的儲存內容不同:

棧:在函式呼叫時,第一個進棧的是主函式中函式呼叫後的下一條指令的地址,然後是函式的各個引數,在大多數的C編譯器中,引數是從右往左入棧的,當本次函式呼叫結束後,區域性變數先出棧,然後是引數,最後棧頂指標指向最開始存的地址,也就是主函式中的下一條指令。

堆:一般是在堆得頭部用一個位元組存放堆得大小,具體內容由程式設計師安排