一、C/C++編譯的程序內存分配:
1、棧區(stack):由編譯器自動分配釋放,存放函數的參數值,局部變量等。其操作方式類似於數據結構中的棧。
2、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個完全不同的概念。
3、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。
4、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。
5、程序代碼區:存放函數體的二進制代碼。
二、示例程序
// main.cpp
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本身在棧上。
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。
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。
}
UNIX/LINUX系統的執行文件與對應進程邏輯地址空間
三、堆和棧的理論知識
2.1申請方式
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。
heap:
需要程序員自己申請,並指明大小,C語言中使用malloc函數C++中使用new運算符。如p1 = (char *)malloc(10); p2 = new char[10]; p1、p2本身是存放在棧中的。
2.2申請後系統的響應
棧:只要棧的剩餘空間大於所申請空間,系統就爲程序提供內存,否則將報異常提示棧溢 出。
堆:首先應該知道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,這樣才能正確的釋放所申請內存空間。
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。
2.3申請大小的限制
棧:內存中一塊連續的內存的區域。大小是一定的,不同操作系統下值可能不相同,並且同一操作系統下面該值也是可以調整的。
堆:內存中的空閒區域,只要申請的內存大小能夠滿足,系統就會分配成功。
2.4申請效率的比較:
棧:由系統自動分配,速度較快。但程序員無法控制。
堆:由malloc函數或者new運算符分配,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
2.5堆和棧中的存儲內容
棧:函數的返回地址,參數,被調用函數中申請的局部變量等。不同的編譯器中,順序可能不相同
堆: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。
2.6存取效率的比較
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;
但是,在以後的存取中,在棧上的數組比指針所指向的字符串(例如堆)快。
比如:
void main()
{
char a = 1;
char c[] = "1234567890";
char *p = "1234567890";
a = c[1];
a = p[1];
return;
}
對應的彙編代碼
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,再根據edx讀取字符,顯然慢了。
2.7小結:
棧完全由系統決定,操作員不能修改;堆則正好相反,它完全由操作員來決定。有人將堆和棧做如下比喻:棧就像去餐館中吃飯,用戶只需點菜吃飯即刻;堆就像自己做飯,需要考慮買菜、燒飯、吃飯、洗刷碗筷等。餐館雖然方便,但是靈活性小;自己做飯可以做出完全符合自己口味的飯菜來。
參考資料:
http://blog.csdn.net/xiven/article/details/4340840
http://hi.baidu.com/absolute8511/item/7b8f1e2f65586d9bb632635c
http://blog.csdn.net/goingup/article/details/618309
http://blog.csdn.net/hairetz/article/details/4141043
http://blog.csdn.net/hmsuccess/article/details/2808109