文章原出處：https://blog.csdn.net/chen1083376511/article/details/54930191
1 C/c++程序經過編譯連接後形成的二進制映像文件，這文件包含：
棧，堆，數據段（只讀數據段，已經初始化讀寫數據段，未初始化數據段即BBS）和代碼段組成.
1.1 棧區(stack)：由編譯器自動分配釋放，存放函數的參數值，局部變量等值。其操作方式類似於數據結構中的棧。
1.2 堆區(heap)：堆允許程序在運行時動態地申請某個大小的內存。一般由程序員分配釋放，若程序員不釋放，則可能會引起內存泄漏。注堆和數據結構中的堆棧不一樣，其類似於鏈表。
1.3 程序代碼區：存放函數體的二進制代碼。所有的語句編譯後會生成CPU指令存儲在代碼區.
1.4 數據段：由三部分組成：
（1）只讀數據段：
只讀數據段是程序使用的一些不會被更改的數據，使用這些數據的方式類似查表式的操作，由於這些變量不需要更改，因此只需要放置在只讀存儲器中即可。一般是const修飾的變量以及程序中使用的文字常量一般會存放在只讀數據段中。
（2）已初始化的讀寫數據段：
已初始化數據是在程序中聲明，並且具有初值的變量，這些變量需要佔用存儲器的空間，在程序執行時它們需要位於可讀寫的內存區域內，並且有初值，以供程序運行時讀寫。在程序中一般爲已經初始化的全局變量，已經初始化的靜態局部變量(static修飾的已經初始化的變量)
（3）未初始化段（BSS）：
[BSS段通常是指用來存放程序中未初始化的全局變量和靜態變量的一塊內存區域。特點是可讀寫的，在程序執行之前BSS段會自動清0]
未初始化數據是在程序中聲明，但是沒有初始化的變量，這些變量在程序運行之前不需要佔用存儲器的空間。與讀寫數據段類似，它也屬於靜態數據區。但是該段中數據沒有經過初始化。未初始化數據段只有在運行的初始化階段纔會產生，因此它的大小不會影響目標文件的大小。在程序中一般是沒有初始化的全局變量和沒有初始化的靜態局部變量。
附加說明：
常量區（特殊的常量存儲區，屬於靜態存儲區）
1) 常量佔用內存,只讀狀態,決不可修改
2) 常量字符串就是放在這裏的，程序結束後由系統釋放
2 動態存儲方式
所謂動態存儲方式是指在程序運行期間根據需要進行動態的分配存儲空間的方式。動態存儲變量是在程序執行過程中，使用它時才分配存儲單元， 使用完畢立即釋放。 典型的例子是函數的形式參數，在函數定義時並不給形參分配存儲單元，只是在函數被調用時，才予以分配，調用函數完畢立即釋放。如果一個函數被多次調用，則反覆地分配、釋放形參變量的存儲單元。
3 動態存儲區：
3.1 棧和堆
棧：會存放函數的返回地址、參數和局部變量。
堆：我們通過 new 算符和 malloc 函數分配得到的空間。
堆和棧在內存中分配位置，跟硬件架構和操作系統都有關係。x86中棧都是由高地址向低地址分配，堆是由低地址向高地址分配，不過在 Windows 和 Linux 中堆和棧的位置相反，另外存放靜態數據、代碼的區域位置也有一些不同。棧是屬於線程的，每一個線程會有一個自己的棧。
3.2 局部自動變量
存放在棧區，在棧區裏面其實又可以分成好幾個區域，他們叫做棧楨，一個棧楨就是一個函數，需要調用該函數的時候就如入棧，函數return的時候就會彈出棧，所以他們的生命週期是從函數的開始直到函數結束。
而棧幀裏面又存放着什麼呢，棧幀存放着以下幾種東西：參數變量的地址，局部變量的地址，return的地址（還有棧指針和基指針，想知道這個是就什麼百度吧）
3.3 自動變量(未加static聲明的局部變量) ；
3.4 函數調用時的現場保護和返回地址等；
3.5 動態變量
通常是由malloc new等分配的空間，生命週期是從分配的那一刻直到free結束。
4 靜態存儲方式
所謂靜態存儲方式是指在程序編譯期間分配固定的存儲空間的方式。該存儲方式通常是在變量定義時就分定存儲單元並一直保持不變， 直至整個程序結束。全局變量，靜態變量等就屬於此類存儲方式。
5 靜態存儲區：
一定會存在的而且會永恆存在、不會消失，這樣的數據包括常量、常變量（const 變量）、靜態變量、全局變量等。靜態 、常量、全局變量就是存放在靜態存儲區，他們在程序編譯完成後就已經分配好了，生命週期持續至程序結束。
6 預備知識—程序的內存分配
一個由C/C++編譯的程序佔用的內存分爲以下幾個部分。
6.1 棧區（stack）：由編譯器自動分配釋放 ，存放函數的參數值，局部變量的值等。其 操作方式類似於數據結構中的棧。
6.2 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回事，分配方式倒是類似於鏈表。
6.3 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。
6.4 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
6.5 程序代碼區：存放函數體的二進制代碼。
總結
從以上分析可知， 靜態存儲變量是一直存在的， 而動態存儲變量則時而存在時而消失。我們又把這種由於變量存儲方式不同而產生的特性稱變量的生存期。
生存期表示了變量存在的時間。 生存期和作用域是從時間和空間這兩個不同的角度來描述變量的特性，這兩者既有聯繫，又有區別。 一個變量究竟屬於哪一種存儲方式， 並不能僅從其作用域來判斷，還應有明確的存儲類型說明。
7 堆和棧的區別
7.1 申請方式
（1）棧（satck）:由系統自動分配。
1）程序運行時由編譯器自動分配的一塊連續的內容，存放函數的參數值，局部變量的值等。
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。
2）程序結束時由編譯器自動釋放
3) 棧由系統自動分配，程序員無法控制
4）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。
5）存取方式，先進後出
（2）堆（heap）:
1）在內存開闢另一塊不連續的存儲區域。一般由程序員分配釋放，
2）若程序員不釋放，程序結束時由系統回收
3）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。
4）需程序員自己申請（調用malloc,realloc,calloc）,並指明大小，並由程序員進行釋放。容易產生memory leak.eg:
//在c中malloc函數
p1 = (char *)malloc(10);
//在C++中用new運算符
p2 = (char *)malloc(10);
但是注意p1、p2本身是在棧中的。
7.2 申請大小的限制
（1）棧：在windows下棧是向底地址擴展的數據結構，是一塊連續的內存區域(它的生長方向與內存的生長方向相反)。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）。棧的大小是固定的。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。
（2）堆：堆是高地址擴展的數據結構（它的生長方向與內存的生長方向相同），是不連續的內存區域。這是由於系統使用鏈表來存儲空閒內存地址的，自然是不連續的，而鏈表的遍歷方向是由底地址向高地址。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。
7.3 系統響應：
（1）棧：只要棧的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。
（2）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，但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free語句才能正確的釋放本內存空間。另外，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。
說明：
（1）對於堆來講，頻繁的new/delete勢必會造成內存空間的不連續，從而造成大量的碎片，使程序效率降低。
（2）對於棧來講，則不會存在這個問題，
7.4 申請效率的比較
（1）棧由系統自動分配，速度快。但程序員是無法控制的
（2）堆是由malloc分配的內存，一般速度比較慢，而且容易產生碎片，不過用起來最方便。
另外，在WINDOWS下，最好的方式是用VirtualAlloc分配內存，他不是在堆，也不是在棧，是直接在進程的地址空間中保留一塊內存，雖然用起來最不方便。但是速度快，也最靈活。
7.5 堆和棧中的存儲內容
（1）棧：在函數調用時，第一個進棧的主函數中後的下一條語句的地址，然後是函數的各個參數，參數是從右往左入棧的，然後是函數中的局部變量。注：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，程序由該點繼續執行。
（2）堆：一般是在堆的頭部用一個字節存放堆的大小。堆中的具體內容有程序員安排。
7.6 存取效率的比較
（1）堆：char *s1=”hellow tigerjibo”;hellow tigerjibo是在編譯是就確定的。
（2）棧：char s1[]=”hellow tigerjibo”;hellow tigerjibo是在運行時賦值的；
用數組比用指針速度更快一些，指針在底層彙編中需要用edx寄存器中轉一下，而數組在棧上讀取。棧在讀取時直接就把字符串中的元素讀到寄存器cl中，而堆則要先把指針值讀到edx中，在根據edx讀取字符，顯然慢了。
補充：
棧是機器系統提供的數據結構，計算機會在底層對棧提供支持：分配專門的寄存器存放棧的地址，壓棧出棧都有專門的指令執行，這就決定了棧的效率比較高。
堆則是C/C++函數庫提供的，它的機制是很複雜的，例如爲了分配一塊內存，庫函數會按照一定的算法（具體的算法可以參考數據結構/操作系統）在堆內存中搜索可用的足夠大小的空間，如果沒有足夠大小的空間（可能是由於內存碎片太多），就有可能調用系統功能去增加程序數據段的內存空間，這樣就有機會分到足夠大小的內存，然後進行返回。顯然，堆的效率比棧要低得多。
7.7 分配方式：
（1）堆都是動態分配的，沒有靜態分配的堆。
（2）棧有兩種分配方式：靜態分配和動態分配。靜態分配是編譯器完成的，比如局部變量的分配。動態分配由alloca函數進行分配，但是棧的動態分配和堆是不同的。它的動態分配是由編譯器進行釋放，無需手工實現。