内存区:堆栈
一、預(yù)備知識(shí)—程序的內(nèi)存分配?
? 一個(gè)由C/C++編譯的程序占用的內(nèi)存分為以下幾個(gè)部分?
? 1、棧區(qū)(stack)—?? 由編譯器自動(dòng)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(shí)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(chǔ)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)束后由系統(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。?
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? 二、例子程序???
? 這是一個(gè)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";?? 123456/0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");?? 123456/0放在常量區(qū),編譯器可能會(huì)將它與p3所指向的"123456"?
? 優(yōu)化成一個(gè)地方。???
? }???
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? 二、堆和棧的理論知識(shí)???
? 2.1申請(qǐng)方式???
? stack:???
? 由系統(tǒng)自動(dòng)分配。?? 例如,聲明在函數(shù)中一個(gè)局部變量?? int?? b;?? 系統(tǒng)自動(dòng)在棧中為b開辟空?
? 間???
? heap:???
? 需要程序員自己申請(qǐng),并指明大小,在c中malloc函數(shù)???
? 如p1?? =?? (char?? *)malloc(10);???
? 在C++中用new運(yùn)算符???
? 如p2?? =?? new?? char[10];???
? 但是注意p1、p2本身是在棧中的。???
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? 2.2???
? 申請(qǐng)后系統(tǒng)的響應(yīng)???
? 棧:只要棧的剩余空間大于所申請(qǐng)空間,系統(tǒng)將為程序提供內(nèi)存,否則將報(bào)異常提示棧溢?
? 出。???
? 堆:首先應(yīng)該知道操作系統(tǒng)有一個(gè)記錄空閑內(nèi)存地址的鏈表,當(dāng)系統(tǒng)收到程序的申請(qǐng)時(shí),?
? 會(huì)遍歷該鏈表,尋找第一個(gè)空間大于所申請(qǐng)空間的堆結(jié)點(diǎn),然后將該結(jié)點(diǎn)從空閑結(jié)點(diǎn)鏈表?
? 中刪除,并將該結(jié)點(diǎn)的空間分配給程序,另外,對(duì)于大多數(shù)系統(tǒng),會(huì)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(diǎn)的大小不一定正好等于申請(qǐng)的大小,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)的將多余的那部?
? 分重新放入空閑鏈表中。???
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? 2.3申請(qǐng)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(gè)編譯時(shí)就確定的常數(shù)),如果申請(qǐng)的空間超過棧的剩余空間時(shí),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(chǔ)?
? 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(jì)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。???
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? 2.4申請(qǐng)效率的比較:???
? 棧由系統(tǒng)自動(dòng)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塊內(nèi)存,雖然用起來最不方便。但是速度快,也最靈活。?
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? 2.5堆和棧中的存儲(chǔ)內(nèi)容???
? 棧:?? 在函數(shù)調(diào)用時(shí),第一個(gè)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(gè)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(diǎn)繼續(xù)運(yùn)行。???
? 堆:一般是在堆的頭部用一個(gè)字節(jié)存放堆的大小。堆中的具體內(nèi)容由程序員安排。???
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? 2.6存取效率的比較???
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? char?? s1[]?? =?? "aaaaaaaaaaaaaaa";???
? char?? *s2?? =?? "bbbbbbbbbbbbbbbbb";???
? aaaaaaaaaaa是在運(yùn)行時(shí)刻賦值的;???
? 而bbbbbbbbbbb是在編譯時(shí)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???
? void?? main()???
? {???
? char?? a?? =?? 1;???
? char?? c[]?? =?? "1234567890";???
? char?? *p?? ="1234567890";???
? a?? =?? c[1];???
? a?? =?? p[1];???
? return;???
? }???
? 對(duì)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(shí)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(jù)edx讀取字符,顯然慢了。???
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? 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(diǎn)菜(發(fā)出申請(qǐng))、付錢、和吃(使用),吃飽了就?
? 走,不必理會(huì)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(dòng)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。?? (經(jīng)典!)??
總結(jié)
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