Heap 和 Stack

程式的記憶體分配

一個由C/C++編譯的程式佔用的記憶體分為以下幾個部分

1、區（stack）— 由編譯器自動分配釋放，存放函數的參數值，局部變數的值等。其操作方式類似於資料結構中的。

2、區（heap）— 一般由Programmer分配釋放，若Programmer不釋放，程式結束時可能由OS回收。注意它與資料結構中的是兩回事，分配方式倒是類似於link-list。

3、全局區（靜態區）（static）— 總體變數和靜態變數的存儲是放在一塊的，初始化的總體變數和靜態變數在一塊區域，未初始化的總體變數和未初始化的靜態變數在相鄰的另一塊區域。程式結束後由系統來釋放。

4、constant — constant字串就是放在這裏的。程式結束後由系統釋放。

5、程式碼區 — 存放函數體的二進位碼。

二、例副程式

這是一個前輩寫的，非常詳細

//main.cpp

int a = 0; 全局初始化區

char *p1; 全局未初始化區

main()

{

int b;

char s[] = "abc";

char *p2;

char *p3 = "123456"; 123456\0在常量區，p3在上。

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位元組的區域就在區。

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。

}

二、和的理論知識

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數 int b；系統自動在中為b開闢空間。

heap:  需要programmer自己申請，並指明大小，在c中malloc函數。

如p1 = (char *)malloc(10);

在C++中用new運算符

如p2 = (char *)malloc(10);

但是注意p1、p2本身是在中的。

2.2

申請後系統的回應

：只要的剩餘空間大於所申請空間，系統將為程式提供記憶體，否則將報異常提示溢出。

：首先應該知道作業系統有一個記錄空閒記憶體位址的link-list，當系統收到程式的申請時，

會遍曆該link-list，尋找第一個空間大於所申請空間的結點，然後將該結點從空閒結點link-list中刪除，並將該結點的空間分配給程式，另外，對於大多數系統，會在這塊記憶體空間中的首位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記憶體空間。另外，由於找到的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link-list中。

2.3申請大小的限制

：在Windows下,是向低位址擴展的資料結構，是一塊連續的記憶體的區域。這句話的意思是頂的位址和的最大容量是系統預先規定好的，在 WINDOWS下，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），如果申請的空間超過的剩餘空間時，將提示overflow。因此，能從獲得的空間較小。

：是向高位址擴展的資料結構，是不連續的記憶體區域。這是由於系統是用link-list來存儲的空閒記憶體位址的，自然是不連續的，而link-list的遍曆方向是由低位元址向高位址。的大小受限於電腦系統中有效的虛擬記憶體。由此可見，獲得的空間比較靈活，也比較大。

2.4申請效率的比較：

由系統自動分配，速度較快。但programmer是無法控制的。

是由new分配的記憶體，一般速度比較慢，而且容易產生記憶體碎片,不過用起來最方便.

另外，在WINDOWS下，最好的方式是用VirtualAlloc分配記憶體，他不是在，也不是在是直接在process的位址空間中保留一快記憶體，雖然用起來最不方便。但是速度快，也最靈活

2.5和中的存儲內容

： 在函數調用時，第一個進的是主函數中後的下一條指令（函數調用語句的下一條可執行語句）的位址，然後是函數的各個參數，在大多數的C編譯器中，參數是由右往左入的，然後是函數中的局部變數。注意靜態變數是不入的。

當本次函數調用結束後，局部變數先出，然後是參數，最後頂指標指向最開始存的位址，也就是主函數中的下一條指令，程式由該點繼續運行。

：一般是在的頭部用一個位元組存放的大小。中的具體內容有programmer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，在上的陣列比指標所指向的字串(例如)快。

比如：

#include ;

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edx讀取字元，顯然慢了。

2.7小結：

和的區別可以用如下的比喻來看出：

使用就象我們去飯館裏吃飯，只管點菜（發出申請）、付錢、和吃（使用），吃飽了就走，不必理會切菜、洗菜等準備工作和洗碗、刷鍋等掃尾工作，他的好處是快捷，但是自由度小。

使用就像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。

和的區別主要分：

作業系統方面的和，如上面說的那些，不多說了。

還有就是資料結構方面的和，這些都是不同的概念。這裏的實際上指的就是（滿足性質的）優先佇列的一種資料結構，第1個元素有最高的優先權；實際上就是滿足先進後出的性質的數學或資料結構。

雖然疊，疊的說法是連起來叫，但是他們還是有很大區別的，連著叫只是由於歷史的原因。