关于堆栈和静态以及动态内存的理解.doc
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1、关于堆栈和静态以及动态内存的理解预备知识程序的内存分配一个由C+/C+编译的程序占用的内存分为以下几个部分栈区(stack) 由编译器自动分配释放,存放函数的参数值,局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。堆区(heap) 一般由程序员分配释放,若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收 。注意它与数据结构中的堆是两回事,分配方式倒是类似于链表。全局区(静态区)(static),全局变量和静态变量的存储是放在一块的,初始化的全局变量和静态变量在一块区域, 未初始化的全局变量、未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。 - 程序结束后有系统释放文字常量区 常量字符串就是放在这里的。程序结束后由
2、系统释放程序代码区存放函数体的二进制代码。一个正常的程序在内存中通常分为程序段、数据端、堆栈三部分。程序段里放着程序的机器码、只读数据,这个段通常是只读,对它的写操作是非法的。数据段放的是程序中的静态数据。动态数据则通过堆栈来存放。在内存中,它们的位置如下:+-+ 内存低端| 程序段 |-| 数据段 |-| 堆栈 |+-+ 内存高端堆栈是内存中的一个连续的块。一个叫堆栈指针的寄存器(SP)指向堆栈的栈顶。堆栈的底部是一个固定地址。堆栈有一个特点就是,后进先出。也就是说,后放入的数据第一个取出。它支持两个操作,PUSH和POP。PUSH是将数据放到栈的顶端,POP是将栈顶的数据取出。在高级语言中
3、,程序函数调用、函数中的临时变量都用到堆栈。为什么呢?因为在调用一个函数时,我们需要对当前的操作进行保护,也为了函数执行后,程序可以正确的找到地方继续执行,所以参数的传递和返回值也用到了堆栈。通常对局部变量的引用是通过给出它们对SP的偏移量来实现的。另外还有一个基址指针(FP,在Intel芯片中是BP),许多编译器实际上是用它来引用本地变量和参数的。通常,参数的相对FP的偏移是正的,局部变量是负的。当程序中发生函数调用时,计算机做如下操作:首先把参数压入堆栈;然后保存指令寄存器(IP)中的内容,做为返回地址(RET);第三个放入堆栈的是基址寄存器(FP);然后把当前的栈指针(SP)拷贝到FP,
4、做为新的基地址;最后为本地变量留出一定空间,把SP减去适当的数值。在函数体中定义的变量通常是在栈上,用malloc, calloc, realloc等分配内存的函数分配得到的就是在堆上。在所有函数体外定义的是全局量,加了static修饰符后不管在哪里都存放在全局区(静态区),在所有函数体外定义的static变量表示在该文件中有效,不能extern到别的文件用;在函数体内定义的static表示只在该函数体内有效。另外,函数中的adgfdf这样的字符串存放在常量区。对比:1 性能栈:栈存在于RAM中。栈是动态的,它的存储速度是第二快的。stack堆:堆位于RAM中,是一个通用的内存池。所有的对象都
5、存储在堆中。heap2 申请方式stack【栈】: 由系统自动分配。 例如,声明在函数中一个局部变量 int b; 系统自动在栈中为b开辟空间 。heap【堆】: 需要程序员自己申请,并指明大小,在c中malloc函数 如p1 = (char *)malloc(10); 在C+中用new运算符 如p2 = (char *)malloc(10); 但是注意:p1、p2本身是在栈中的。3 申请后系统的响应栈【stack】:只要栈的剩余空间大于所申请空间,系统将为程序提供内存,否则将报异常提示栈溢出。堆【heap】:首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表,当系统收到程序的申请时,会遍历该链
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