C++五大記憶體分區及區別

"Times New Roman";mso-hansi-font-family:"Times New Roman"'>一、五大記憶體分區

   "Times New Roman"'>在C++宋體;mso-ascii-font-family:"Times New Roman";mso-hansi-font-family:"Times New Roman"'>中，記憶體分成5mso-hansi-font-family:"Times New Roman"'>個區，他們分別是堆、棧、自由儲存區、全域/mso-hansi-font-family:"Times New Roman"'>靜態儲存區和常量儲存區。

   "Times New Roman"'>棧，就是那些由編譯器在需要的時候分配，在不需要的時候自動清除的變數的儲存區。裡面的變數通常是局部變數、函數參數等。

   "Times New Roman"'>堆，就是那些由new"Times New Roman"'>分配的記憶體塊，他們的釋放編譯器不去管，由我們的應用程式去控制，一般一個new"Times New Roman"'>就要對應一個delete"Times New Roman"'>。如果程式員沒有釋放掉，那麼在程式結束後，作業系統會自動回收。

   "Times New Roman"'>自由儲存區，就是那些由malloc"Times New Roman"'>等分配的記憶體塊，他和堆是十分相似的，不過它是用free"Times New Roman"'>來結束自己的生命的。

   "Times New Roman"'>全域/宋體;mso-ascii-font-family:"Times New Roman";mso-hansi-font-family:"Times New Roman"'>靜態儲存區，全域變數和靜態變數被分配到同一塊記憶體中，在以前的Cmso-hansi-font-family:"Times New Roman"'>語言中，全域變數又分為初始化的和未初始化的，在C++mso-hansi-font-family:"Times New Roman"'>裡面沒有這個區分了，他們共同佔用同一塊記憶體區。

   "Times New Roman"'>常量儲存區，這是一塊比較特殊的儲存區，他們裡面存放的是常量，不允許修改（當然，你要通過非正當手段也可以修改，而且方法很多）

 

"Times New Roman";mso-hansi-font-family:"Times New Roman"'>二、堆和棧的區別

mso-hansi-font-family:"Times New Roman"'>堆和棧的主要的區別由以下幾點：  

         
1mso-hansi-font-family:"Times New Roman"'>、管理方式不同；  

         
2mso-hansi-font-family:"Times New Roman"'>、空間大小不同；  

         
3mso-hansi-font-family:"Times New Roman"'>、能否產生片段不同；  

         
4mso-hansi-font-family:"Times New Roman"'>、生長方向不同；  

         
5mso-hansi-font-family:"Times New Roman"'>、分配方式不同；  

         
6mso-hansi-font-family:"Times New Roman"'>、分配效率不同；  

    "Times New Roman"'>管理方式：對於棧來講，是由編譯器自動管理，無需我們手工控制；對於堆來說，釋放工作由程式員控制，容易產生memory leak"Times New Roman"'>。

  

   "Times New Roman"'>空間大小：一般來講在32"Times New Roman"'>位系統下，堆記憶體可以達到4G"Times New Roman";mso-hansi-font-family:"Times New Roman"'>的空間，從這個角度來看堆記憶體幾乎是沒有什麼限制的。但是對於棧來講，一般都是有一定的空間大小的，例如，在VC6mso-hansi-font-family:"Times New Roman"'>下面，預設的棧空間大小是1M"Times New Roman"'>（好像是，記不清楚了）。當然，我們可以修改：          

 "Times New Roman"'>開啟工程，依次操作菜單如下：Project->Setting->Link"Times New Roman"'>，在Category   mso-ascii-font-family:"Times New Roman";mso-hansi-font-family:"Times New Roman"'>中選中Outputmso-hansi-font-family:"Times New Roman"'>，然後在Reserve"Times New Roman"'>中設定堆棧的最大值和commit"Times New Roman"'>。  

 "Times New Roman"'>注意：reserve"Times New Roman"'>最小值為4Byte"Times New Roman"'>；commit"Times New Roman"'>是保留在虛擬記憶體的頁檔案裡面，它設定的較大會使棧開闢較大的值，可能增加記憶體的開銷和啟動時間。

 

   "Times New Roman"'>片段問題：對於堆來講，頻繁的new/delete"Times New Roman"'>勢必會造成記憶體空間的不連續，從而造成大量的片段，使程式效率降低。對於棧來講，則不會存在這個問題，因為棧是先進後出的隊列，他們是如此的一一對應，以至於永遠都不可能有一個記憶體塊從棧中間彈出，在他彈出之前，在他上面的後進的棧內容已經被彈出，詳細的可以參考資料結構，這裡我們就不再一一討論了。  

   "Times New Roman"'>生長方向：對於堆來講，生長方向是向上的，也就是向著記憶體位址增加的方向；對於棧來講，它的生長方向是向下的，是向著記憶體位址減小的方向增長。  

   "Times New Roman"'>分配方式：堆都是動態分配的，沒有靜態分配的堆。棧有2mso-hansi-font-family:"Times New Roman"'>種分配方式：靜態分配和動態分配。靜態分配是編譯器完成的，比如局部變數的分配。動態分配由alloca"Times New Roman";mso-hansi-font-family:"Times New Roman";color:red'>函數進行分配"Times New Roman"'>，但是棧的動態分配和堆是不同的，他的動態分配是由編譯器進行釋放，無需我們手工實現。  

   "Times New Roman"'>分配效率：棧是機器系統提供的資料結構，電腦會在底層對棧提供支援：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行，這就決定了棧的效率比較高。堆則是C/C++mso-ascii-font-family:"Times New Roman";mso-hansi-font-family:"Times New Roman";
color:blue'>函數庫提供的，它的機制是很複雜的，例如為了分配一塊記憶體，庫函數會按照一定的演算法（具體的演算法可以參考資料結構/"Times New Roman";mso-hansi-font-family:"Times New Roman";color:blue'>作業系統）在堆記憶體中搜尋可用的足夠大小的空間，"Times New Roman"'>如果沒有足夠大小的空間（可能是由於記憶體片段太多），就有可能調用系統功能去增加程式資料區段的記憶體空間，這樣就有機會分到足夠大小的記憶體，然後進行返回。顯然，堆的效率比棧要低得多。  

   "Times New Roman"'>從這裡我們可以看到，堆和棧相比，由於大量new/delete"Times New Roman"'>的使用，容易造成大量的記憶體片段；由於沒有專門的系統支援，效率很低；由於可能引發使用者態和核心態的切換，記憶體的申請，代價變得更加昂貴。所以棧在程式中是應用最廣泛的，就算是函數的調用也利用棧去完成，函數調用過程中的參數，返回地址，EBP"Times New Roman";mso-hansi-font-family:"Times New Roman";color:red'>和局部變數都採用棧的方式存放"Times New Roman"'>。所以，我們推薦大家盡量用棧，而不是用堆。  

   "Times New Roman"'>棧有如此眾多的好處，但是由於和堆相比不是那麼靈活，有時候分配大量的記憶體空間，還是用堆好一些。  

mso-ascii-font-family:"Times New Roman";mso-hansi-font-family:"Times New Roman"'>無論是堆還是棧，都要防止越界現象的發生（除非你是故意使其越界），因為越界的結果要麼是程式崩潰，要麼是摧毀程式的堆、棧結構，產生以想不到的結果,mso-hansi-font-family:"Times New Roman"'>就算是在你的程式運行過程中，沒有發生上面的問題，你還是要小心，說不定什麼時候就崩掉，那時候debugmso-hansi-font-family:"Times New Roman"'>可是相當困難的：）

 

"Times New Roman";mso-hansi-font-family:"Times New Roman"'>三、全域變數和靜態全域變數的區別

 

mso-hansi-font-family:"Times New Roman"'>全域變數本身就是靜態儲存方式， "Times New Roman"'>靜態全域變數當然也是靜態儲存方式。 mso-ascii-font-family:"Times New Roman";mso-hansi-font-family:"Times New Roman"'>這兩者在儲存方式上並無不同。這兩者的區別雖在於非靜態全域變數的範圍是整個來源程式，當一個來源程式由多個源檔案組成時，非靜態全域變數在各個源檔案中都是有效。
"Times New Roman"'>而靜態全域變數則限制了其範圍， mso-ascii-font-family:"Times New Roman";mso-hansi-font-family:"Times New Roman"'>即只在定義該變數的源檔案內有效，
"Times New Roman"'>在同一來源程式的其它源檔案中不能使用它。由於靜態全域變數的範圍局限於一個源檔案內，只能為該源檔案內的函數公用，因此可以避免在其它源檔案中引起錯誤。

 

mso-hansi-font-family:"Times New Roman"'>從以上分析可以看出， "Times New Roman"'>把局部變數改變為靜態變數後是改變了它的儲存方式即改變了它的生存期。把全域變數改變為靜態變數後是改變了它的範圍，限制了它的使用範圍。因此static "Times New Roman"'>這個說明符在不同的地方所起的作用是不同的。應予以注意。

Static

1. mso-ascii-font-family:"Times New Roman";mso-hansi-font-family:"Times New Roman"'>靜態變數，分配在靜態儲存區，在資料區段中。函數退出之後，變數值不變。

2. mso-ascii-font-family:"Times New Roman";mso-hansi-font-family:"Times New Roman"'>範圍，全域的靜態變數、靜態函數只能在本檔案中使用。（不同於一般全域變數）

mso-hansi-font-family:"Times New Roman"'>局部的靜態變數同函數的局部變數

 

2mso-ascii-font-family:"Times New Roman";mso-hansi-font-family:"Times New Roman"'>，結構體和聯合體的區別，

 "Times New Roman"'>結構體是根據所有元素所佔的記憶體空間的總和來為其分配儲存空間

 "Times New Roman"'>聯合體是根據占記憶體空間最大的那個元素來為其分配儲存空