c++程序运行时的内存分配【比较好理解】

柔情只为你懂 2022-08-10 13:40 117阅读 0赞

程序**文件** 经过编译后形成一个可以被**系统** 加载的可执行文件。

内核在加载可执行文件的时候，会把代码段、预先分配的内存**空间** 进行映射。从而创造一个进程运行环境。而进程运行时，在自己的运行环境中，需要动态的内存申请，或者临时的变量传输，因此也就有了堆栈一说。

为了直观的认识运行环境，可以把进程占用的内存空间分为几种：

１、正文段（代码段），程序二进制代码  
２、常量区（声明的文字常量）  
３、全局区（静态区）包括初始化和未初始化的全局变量，以及静态变量  
４、栈区，之所以命名为栈区，主要因为该段操作方式类似**数据** 结构的栈，**该段内存由编译器自动分配和释放的，主要用于参变量和局部变量等。**  
５、堆区，之所以命名为堆区，该段分配方式类似链表，用于程序中分配的，并需要自己释放。

而实质上，进程空间只是一段内存内存空间。但是对于不同内存空间，虽然没有电气区别，但是在权限属性上是有区别，并且是有一定保护的，例如对正文段，常量区等，或者说静态存储区。而这个保护又根据编译器的实现不同而不同。

<table style="color:rgb(51,51,51); font-family:Arial; font-size:14px; line-height:26px"> 
 <tbody> 
 <tr></tr> 
 <tr> 
 <td>&nbsp;</td> 
 <td> 来看一个网上很流行的经典例子： main.cpp &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; int a = 0; 全局初始化区 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; char *p1; 全局未初始化区 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; main() &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; int b; 栈 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; char s[] = "abc"; 栈 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; char *p2; 栈 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; char *p3 = "123456"; 123456/0在常量区，p3在栈上。 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; static int c =0； 全局（静态）初始化区 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; p1 = (char *)malloc(10);&nbsp;&nbsp; 堆 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; p2 = (char *)malloc(20);&nbsp;&nbsp; 堆 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; } &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 不知道你是否有点明白了，堆和栈的第一个区别就是申请方式不同：栈（英文名称是stack）是系统自动分配空间的，例如我们定义一个 char a；系统会自动在栈上为其开辟空间。而堆（英文名称是heap）则是程序员根据需要自己申请的空间，例如malloc（10）；开辟十个字节的空间。由于 栈上的空间是自动分配自动回收的，所以栈上的数据的生存周期只是在函数的运行过程中，运行后就释放掉，不可以再访问。而堆上的数据只要程序员不释放空间， 就一直可以访问到，不过缺点是一旦忘记释放会造成内存泄露。还有其他的一些区别我认为网上的朋友总结的不错这里转述一下： 3.申请大小的限制 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 栈：在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存的区域。这句话的意思是栈顶的地址和 栈的最大容量是系统预先规定好的，在 WINDOWS下，栈的大小是2M（也有的说是1M，总之是一个编译时就确定的常数），如果申请的空间超过栈的剩余空间时，将提示overflow。因 此，能从栈获得的空间较小。 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 堆：堆是向高地址扩展的数据结构，是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地址的，自然是不连续的，而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见，堆获得的空间比较灵活，也比较大。 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 4.堆和栈中的存储内容 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 栈： 在函数调用时，第一个进栈的是主函数中函数调用后的下一条指令（函数调用语句的下一条可执行语句）的地址，然后是函数的各个参数，在大多数的C编译器中，参数是由右往左入栈的，然后是函数中的局部变量。注意静态变量是不入栈的。 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 当本次函数调用结束后，局部变量先出栈，然后是参数，最后栈顶指针指向最开始存的地址，也就是主函数中的下一条指令，程序由该点继续运行。 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 堆：一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容有程序员安排。 5.存取效率的比较 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa"; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb"; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; aaaaaaaaaaa是在运行时刻赋值的； &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 而bbbbbbbbbbb是在编译时就确定的； &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 但是，在以后的存取中，在栈上的数组比指针所指向的字符串(例如堆)快。 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 比如： &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; #include &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; void main() &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; char a = 1; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; char c[] = "1234567890"; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; char *p ="1234567890"; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; a = c[1]; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; a = p[1]; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; return; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; } &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 对应的汇编代码 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 10: a = c[1]; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 00401067 8A 4D F1 mov cl,byte ptr [ebp-0Fh] &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 0040106A 88 4D FC mov byte ptr [ebp-4],cl &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 11: a = p[1]; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 0040106D 8B 55 EC mov edx,dword ptr [ebp-14h] &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 00401070 8A 42 01 mov al,byte ptr [edx+1] &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 00401073 88 45 FC mov byte ptr [ebp-4],al 堆和栈的区别可以引用一位前辈的比喻来看出： &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 使用栈就象我们去饭馆里吃饭，只管点菜（发出申请）、付钱、和吃（使用），吃饱了就走，不必理会切菜、洗菜等准备工作和洗碗、刷锅等扫尾工作，他的好处是快捷，但是自由度小。 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 使用堆就象是自己动手做喜欢吃的菜肴，比较麻烦，但是比较符合自己的口味，而且自由度大。比喻很形象，说的很通俗易懂，不知道你是否有点收获。 &nbsp; 所以在代码中： &nbsp; char *str="abcabc"; &nbsp;&nbsp;&nbsp; str[1]='A'; //错误，不可以改写 char str[]="bacad"; &nbsp;str[1]='D';//可以实现 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

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