C++堆和棧的分配
騰訊、金山筆試常考
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棧區（stack）— 由編譯器自動分配釋放 ，存放函數的參數值，局部變量的值等,其操作方式類似於數據結構中的棧。
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堆區（heap） — 一般由程序員分配釋放， 若程序員不釋放，程序結束時可能由OS回收，注意它與數據結構中的堆是兩回事，分配方式類似於鏈表。
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全局區（靜態區）（static）—全局變量和靜態變量的存儲是放在一塊的，初始化的全局變量和靜態變量在一塊區域， 未初始化的全局變量和未初始化的靜態變量在相鄰的另一塊區域，程序結束後由系統釋放
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文字常量區—常量字符串就是放在這裏的。 程序結束後由系統釋放
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程序代碼區—存放函數體的二進制代碼
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//main.cpp 程序代碼區int a = 0; //全局初始化區 char *p1; //全局未初始化區 main() { int b; //棧 char s[] = "abc"; //棧 char *p2; //棧 char *p3 = "123456"; //123456\0在常量區，p3在棧上。 static int c =0； //全局（靜態）初始化區 p1 = (char *)malloc(10); p2 = (char *)malloc(20); //分配得來得10和20字節的區域就在堆區。 malloc必須進行強制類型轉換。 strcpy(p1, "123456"); //123456\0放在常量區，編譯器可能會將它與p3所指向的"123456"優化成一個地方。 } |
stack:
由系統自動分配。 例如，聲明在函數中一個局部變量 int b; 系統自動在棧中爲b開闢空間
分配方式：只要棧的剩餘空間大於所申請空間，系統將爲程序提供內存，否則將報異常提示棧溢出
大小限制：在Windows下,棧是向低地址擴展的數據結構，是一塊連續的內存的區域。這句話的意思是棧頂的地址和棧的最大容量是系統預先規定好的，在WINDOWS下，棧的大小是2M（也有的說是1M，總之是一個編譯時就確定的常數），如果申請的空間超過棧的剩餘空間時，將提示overflow。因此，能從棧獲得的空間較小
分配效率：棧由系統自動分配，速度較快。但程序員是無法控制的
調用過程：在函數調用時，第一個進棧的是函數調用語句的下一條可執行語句的地址，然後是函數的各個參數，在大多數的C編譯器中，參數是由右往左入棧的，然後是函數中的局部變量。注意靜態變量是不入棧的。當本次函數調用結束後，局部變量先出棧，然後是參數，最後棧頂指針指向最開始存的地址，也就是主函數中的下一條指令，程序由該點繼續運行。
heap:
需要程序員自己申請，並指明大小，在c中malloc函數
如p1 = (char *)malloc(10);
在C++中用new運算符
如p2 = (char *)malloc(10);
但是注意p1、p2本身是在棧中的。
分配方式：操作系統有一個記錄空閒內存地址的鏈表，當系統收到程序的申請時，會遍歷該鏈表，尋找第一個空間大於所申請空間的堆結點，然後將該結點從空閒結點鏈表中刪除，並將該結點的空間分配給程序，另外，對於大多數系統，會在這塊內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語句才能正確的釋放本內存空間。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，系統會自動的將多餘的那部分重新放入空閒鏈表中。
大小限制：堆是向高地址擴展的數據結構，是不連續的內存區域。這是由於系統是用鏈表來存儲的空閒內存地址的，自然是不連續的，而鏈表的遍歷方向是由低地址向高地址。堆的大小受限於計算機系統中有效的虛擬內存。由此可見，堆獲得的空間比較靈活，也比較大。
分配效率：堆是由new分配的內存，一般速度比較慢，而且容易產生內存碎片,不過用起來最方便
調用過程：一般是在堆的頭部用一個字節存放堆的大小,堆中的具體內容由程序員安排
char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa";
char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb";
aaaaaaaaaaa 是在運行時刻賦值的； 而bbbbbbbbbbb是在編譯時就確定的；
char *s1 = "abc";實際上先是在文字常量區分配了一塊內存放"abc",然後在棧上分配一地址給c1並指向
這塊地址，然後改變常量"abc"自然會崩潰
然而char s2[] = "abc",實際上abc分配內存的地方和上者並不一樣，可以從
4199056
2293624 看出，完全是兩塊地方，推斷4199056處於常量區，而2293624處於棧區
2293628
2293624
2293620 這段輸出看出三個指針分配的區域爲棧區，而且是從高地址到低地址
2293620 4199056 abc 看出編譯器將c3優化指向常量區的"abc"
1.1.3 常見的內存錯誤及其對策
發生內存錯誤是件非常麻煩的事情。編譯器不能自動發現這些錯誤，通常是在程序運行時才能捕捉到。而這些錯誤大多沒有明顯的症狀，時隱時現，增加了改錯的難度。有時用戶怒氣衝衝地把你找來，程序卻沒有發生任何問題，你一走，錯誤又發作了。 常見的內存錯誤及其對策如下：
* 內存分配未成功，卻使用了它。
編程新手常犯這種錯誤，因爲他們沒有意識到內存分配會不成功。常用解決辦法是，在使用內存之前檢查指針是否爲NULL。如果指針p是函數的參數，那麼在函數的入口處用assert(p!=NULL)進行
檢查。如果是用malloc或new來申請內存，應該用if(p==NULL) 或if(p!=NULL)進行防錯處理。
* 內存分配雖然成功，但是尚未初始化就引用它。
犯這種錯誤主要有兩個起因：一是沒有初始化的觀念；二是誤以爲內存的缺省初值全爲零，導致引用初值錯誤（例如數組）。 內存的缺省初值究竟是什麼並沒有統一的標準，儘管有些時候爲零值，我們寧可信其無不可信其有。所以無論用何種方式創建數組，都別忘了賦初值，即便是賦零值也不可省略，不要嫌麻煩。
* 內存分配成功並且已經初始化，但操作越過了內存的邊界。
例如在使用數組時經常發生下標“多1”或者“少1”的操作。特別是在for循環語句中，循環次數很容易搞錯，導致數組操作越界。
* 忘記了釋放內存，造成內存泄露。
含有這種錯誤的函數每被調用一次就丟失一塊內存。剛開始時系統的內存充足，你看不到錯誤。終有一次程序突然死掉，系統出現提示：內存耗盡。
動態內存的申請與釋放必須配對，程序中malloc與free的使用次數一定要相同，否則肯定有錯誤（new/delete同理）。
* 釋放了內存卻繼續使用它。
有三種情況：
（1）程序中的對象調用關係過於複雜，實在難以搞清楚某個對象究竟是否已經釋放了內存，此時應該重新設計數據結構，從根本上解決對象管理的混亂局面。
（2）函數的return語句寫錯了，注意不要返回指向“棧內存”的“指針”或者“引用”，因爲該內存在函數體結束時被自動銷燬。
（3）使用free或delete釋放了內存後，沒有將指針設置爲NULL。導致產生“野指針”。
【規則1】用malloc或new申請內存之後，應該立即檢查指針值是否爲NULL。防止使用指針值爲NULL的內存。
【規則2】不要忘記爲數組和動態內存賦初值。防止將未被初始化的內存作爲右值使用。
【規則3】避免數組或指針的下標越界，特別要當心發生“多1”或者“少1”操作。
【規則4】動態內存的申請與釋放必須配對，防止內存泄漏。
【規則5】用free或delete釋放了內存之後，立即將指針設置爲NULL，防止產生“野指針”。