動態(tài)存儲方式

所謂動態(tài)存儲方式是指在程序運行期間根據(jù)需要進(jìn)行動態(tài)的分配存儲空間的方式。動態(tài)存儲變量是在程序執(zhí)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(shù)的形式參數(shù)，在函數(shù)定義時并不給形參分配存儲單元，只是在函數(shù)被調(diào)用時，才予以分配，?調(diào)用函數(shù)完畢立即釋放。如果一個函數(shù)被多次調(diào)用，則反復(fù)地分配、?釋放形參變量的存儲單元。

靜態(tài)存儲方式

所謂靜態(tài)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并一直保持不變，?直至整個程序結(jié)束。全局變量，靜態(tài)變量等就屬于此類存儲方式。

總結(jié)

從以上分析可知，?靜態(tài)存儲變量是一直存在的，?而動態(tài)存儲變量則時而存在時而消失。我們又把這種由于變量存儲方式不同而產(chǎn)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(lián)系，又有區(qū)別。?一個變量究竟屬于哪一種存儲方式，?并不能僅從其作用域來判斷，還應(yīng)有明確的存儲類型說明。

內(nèi)存中用戶存儲空間的分配情況（三種）：

?程序區(qū)：存放程序語句

靜態(tài)存儲區(qū)：存放全局變量，在程序開始執(zhí)行時給全局變量分配存儲區(qū)，程序執(zhí)行完畢就釋放。

動態(tài)存儲區(qū)：存放以下數(shù)據(jù)：函數(shù)形式參數(shù)。在調(diào)用函數(shù)時給形參分配存儲空間；自動變量(未加static聲明的局部變量)?；函數(shù)調(diào)用時的現(xiàn)場保護(hù)和返回地址等；

棧

棧就是那些由編輯器在需要的時候分配，在不需要的時候自動清除的變量的存儲區(qū)，里面的變量通常是局部變量。函數(shù)參數(shù)等。

堆

就是那些右new分配的內(nèi)存塊，他們的釋放編輯器不去管，由我們的應(yīng)用程序去控制，一般一個new就要對應(yīng)一個delete.如果程序員沒有釋放掉，那么在程序結(jié)束后，操作系統(tǒng)會自動回收。

堆和棧的區(qū)別主要為：

1.管理方式不同： 對于棧來講，是由編譯器自動管理，無需我們手工控制；對于堆來說，釋放工作由程序員控制，容易產(chǎn)生memory leak。

2.能否產(chǎn)生碎片不同：對于堆來講，頻繁的new/delete勢必會造成內(nèi)存空間的不連續(xù)，從而造成大量的碎片，使程序效率降低。對于棧來講，則不會存在這個問題，因為棧是先進(jìn)后出的隊列，他

? 們是如此的一一對應(yīng)，以至于永遠(yuǎn)都不可能有一個內(nèi)存塊從棧中間彈出，在他彈出之前，在他上面的后進(jìn)的棧內(nèi)容已經(jīng)被彈出

3.生長方向：對于堆來講，生長方向是向上的，也就是向著內(nèi)存地址增加的方向；對于棧來講，它的生長方向是向下的，是向著內(nèi)存地址減小的方向增長。

4.分配方式：堆都是動態(tài)分配的，沒有靜態(tài)分配的堆。棧有2種分配方式：靜態(tài)分配和動態(tài)分配。靜態(tài)分配是編譯器完成的，比如局部變量的分配。動態(tài)分配由alloca函數(shù)進(jìn)行分配，但是棧的動? 態(tài)分配和堆是不同的，他的動態(tài)分配是由編譯器進(jìn)行釋放，無需我們手工實現(xiàn)。

5.分配效率：棧是機(jī)器系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，計算機(jī)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(zhí)行，這就決定了棧的效率比較高。堆則是C/C++函數(shù)庫提供的，它的機(jī)制是很復(fù)雜的，例如為了分配一塊內(nèi)存，庫函數(shù)會按照一定的算法（具體的算法可以參考數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)/操作系統(tǒng)）在堆內(nèi)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（可能是由于內(nèi)存碎片太多），就有可能調(diào)用系統(tǒng)功能去增加程序數(shù)據(jù)段的內(nèi)存空間，這樣就有機(jī)會分到足夠大小的內(nèi)存，然后進(jìn)行返回。顯然，堆的效率比棧要低得多。?

總結(jié)

堆和棧相比，由于大量new/delete的使用，容易造成大量的內(nèi)存碎片；由于沒有專門的系統(tǒng)支持，效率很低；由于可能引發(fā)用戶態(tài)和核心態(tài)的切換，內(nèi)存的申請，代價變得更加昂貴。所以棧在程序中是應(yīng)用最廣泛的，就算是函數(shù)的調(diào)用也利用棧去完成，函數(shù)調(diào)用過程中的參數(shù)，返回地址，EBP和局部變量都采用棧的方式存放。所以，我們推薦大家盡量用棧，而不是用堆。???
棧有如此眾多的好處，但是由于和堆相比不是那么靈活，有時候分配大量的內(nèi)存空間，還是用堆好一些。
無論是堆還是棧，都要防止越界現(xiàn)象的發(fā)生（除非你是故意使其越界），因為越界的結(jié)果要么是程序崩潰，要么是摧毀程序的堆、棧結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生以想不到的結(jié)果,就算是在你的程序運行過程中，沒有發(fā)生上面的問題，你還是要小心，說不定什么時候就崩掉，那時候debug可是相當(dāng)困難的：）??

以下轉(zhuǎn)載一篇關(guān)于棧和堆的區(qū)別的文章

來源：http://www.chinaitpower.com/2005September/2005-09-13/206685.html

一、預(yù)備知識—程序的內(nèi)存分配

一個由c/C++編譯的程序占用的內(nèi)存分為以下幾個部分?
1、棧區(qū)（stack）— 由編譯器自動分配釋放 ，存放函數(shù)的參數(shù)值，局部變量的值等。其操作方式類似于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的棧。?
2、堆區(qū)（heap） — 一般由程序員分配釋放， 若程序員不釋放，程序結(jié)束時可能由OS回收 。注意它與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的堆是兩回事，分配方式倒是類似于鏈表，呵呵。?
3、全局區(qū)（靜態(tài)區(qū)）（static）—，全局變量和靜態(tài)變量的存儲是放在一塊的，初始化的全局變量和靜態(tài)變量在一塊區(qū)域， 未初始化的全局變量和未初始化的靜態(tài)變量在相鄰的另一塊區(qū)域。 - 程序結(jié)束后有系統(tǒng)釋放?
4、文字常量區(qū) —常量字符串就是放在這里的。 程序結(jié)束后由系統(tǒng)釋放?
5、程序代碼區(qū)—存放函數(shù)體的二進(jìn)制代碼。?
二、例子程序?
這是一個前輩寫的，非常詳細(xì)?
//main.cpp?
int a = 0; 全局初始化區(qū)?
char *p1; 全局未初始化區(qū)?
main()?
{?
int b; 棧?
char s[] = "abc"; 棧?
char *p2; 棧?
char *p3 = "123456"; 123456在常量區(qū)，p3在棧上。?
static int c =0； 全局（靜態(tài)）初始化區(qū)?
p1 = (char *)malloc(10);?
p2 = (char *)malloc(20);?
分配得來得10和20字節(jié)的區(qū)域就在堆區(qū)。?
strcpy(p1, "123456"); 123456放在常量區(qū)，編譯器可能會將它與p3所指向的"123456"優(yōu)化成一個地方。?
}?
二、堆和棧的理論知識?
2.1申請方式?
stack:?
由系統(tǒng)自動分配。 例如，聲明在函數(shù)中一個局部變量 int b; 系統(tǒng)自動在棧中為b開辟空間?
heap:?
需要程序員自己申請，并指明大小，在c中malloc函數(shù)?
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。?
2.2?
申請后系統(tǒng)的響應(yīng)?
棧：只要棧的剩余空間大于所申請空間，系統(tǒng)將為程序提供內(nèi)存，否則將報異常提示棧溢出。?
堆：首先應(yīng)該知道操作系統(tǒng)有一個記錄空閑內(nèi)存地址的鏈表，當(dāng)系統(tǒng)收到程序的申請時，會遍歷該鏈表，尋找第一個空間大于所申請空間的堆結(jié)點，然后將該結(jié)點從空閑結(jié)點鏈表中刪除，并將該結(jié)點的空間分配給程序，另外，對于大多數(shù)系統(tǒng)，會在這塊內(nèi)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(nèi)存空間。另外，由于找到的堆結(jié)點的大小不一定正好等于申請的大小，系統(tǒng)會自動的將多余的那部分重新放入空閑鏈表中。?
2.3申請大小的限制?
棧：在Windows下,棧是向低地址擴(kuò)展的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是一塊連續(xù)的內(nèi)存的區(qū)域。這句話的意思是棧頂?shù)牡刂泛蜅５淖畲笕萘渴窍到y(tǒng)預(yù)先規(guī)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(shù)），如果申請的空間超過棧的剩余空間時，將提示overflow。因此，能從棧獲得的空間較小。?
堆：堆是向高地址擴(kuò)展的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是不連續(xù)的內(nèi)存區(qū)域。這是由于系統(tǒng)是用鏈表來存儲的空閑內(nèi)存地址的，自然是不連續(xù)的，而鏈表的遍歷方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于計算機(jī)系統(tǒng)中有效的虛擬內(nèi)存。由此可見，堆獲得的空間比較靈活，也比較大。?
2.4申請效率的比較：?
棧由系統(tǒng)自動分配，速度較快。但程序員是無法控制的。?
堆是由new分配的內(nèi)存，一般速度比較慢，而且容易產(chǎn)生內(nèi)存碎片,不過用起來最方便.?
另外，在WINDOWS下，最好的方式是用VirtualAlloc分配內(nèi)存，他不是在堆，也不是在棧是直接在進(jìn)程的地址空間中保留一快內(nèi)存，雖然用起來最不方便。但是速度快，也最靈活?
2.5堆和棧中的存儲內(nèi)容?
棧： 在函數(shù)調(diào)用時，第一個進(jìn)棧的是主函數(shù)中后的下一條指令（函數(shù)調(diào)用語句的下一條可執(zhí)行語句）的地址，然后是函數(shù)的各個參數(shù)，在大多數(shù)的C編譯器中，參數(shù)是由右往左入棧的，然后是函數(shù)中的局部變量。注意靜態(tài)變量是不入棧的。?
當(dāng)本次函數(shù)調(diào)用結(jié)束后，局部變量先出棧，然后是參數(shù)，最后棧頂指針指向最開始存的地址，也就是主函數(shù)中的下一條指令，程序由該點繼續(xù)運行。?
堆：一般是在堆的頭部用一個字節(jié)存放堆的大小。堆中的具體內(nèi)容有程序員安排。?
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，在以后的存取中，在棧上的數(shù)組比指針?biāo)赶虻淖址?例如堆)快。?
比如：?
#include <stdio.h>?
void main()?
{?
char a = 1;?
char c[] = "1234567890";?
char *p ="1234567890";?
a = c[1];?
a = p[1];?
return;?
}?
對應(yīng)的匯編代碼?
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，在根據(jù)edx讀取字符，顯然慢了。

?
2.7小結(jié)：?
堆和棧的區(qū)別可以用如下的比喻來看出：?
使用棧就象我們?nèi)ワ堭^里吃飯，只管點菜（發(fā)出申請）、付錢、和吃（使用），吃飽了就走，不必理會切菜、洗菜等準(zhǔn)備工作和洗碗、刷鍋等掃尾工作，他的好處是快捷，但是自由度小。?
使用堆就象是自己動手做喜歡吃的菜肴，比較麻煩，但是比較符合自己的口味，而且自由度大。?

堆和棧的區(qū)別主要分：?
操作系統(tǒng)方面的堆和棧，如上面說的那些，不多說了。?
還有就是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方面的堆和棧，這些都是不同的概念。這里的堆實際上指的就是（滿足堆性質(zhì)的）優(yōu)先隊列的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，第1個元素有最高的優(yōu)先權(quán)；棧實際上就是滿足先進(jìn)后出的性質(zhì)的數(shù)學(xué)或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。?
雖然堆棧，堆棧的說法是連起來叫，但是他們還是有很大區(qū)別的，連著叫只是由于歷史的原因。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的堆/栈/动态存储方式/静态存储方式的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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