一、内存基本构成:

可编程内存分配有3种:静态存储区、堆区和栈区。他们的功能不同,对他们使用方式也就不同。

二、静态存储区、栈区、堆区的详解

静态存储区:内存在程序编译的时候就已经分配好,这块内存在程序的整个运行期间都存在。它主要存放静态数据、全局数据和常量。

栈区:在执行函数时,函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建,函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中,效率很高,但是分配的内存容量有限。

堆区:亦称动态内存分配。程序在运行的时候用malloc或new申请任意大小的内存,程序员自己负责在适当的时候用free或delete释放内存。动态内存的生存期可以由我们决定,如果我们不释放内存,程序将在最后才释放掉动态内存。 但是,良好的编程习惯是:如果某动态内存不再使用,需要将其释放掉,否则,我们认为发生了内存泄漏现象。

 

三、堆与栈的讨论:

1、管理方式:
   堆中资源由程序员控制(容易产生memory leak)。
   栈资源由编译器自动管理,无需手工控制。

2、空间大小:
   堆是不连续的内存区域(因为系统是用链表来存储空闲内存地址,自然不是连续的),堆大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存(32bit系统理论上是4G),所以堆的空间比较灵活,比较大。
   栈是一块连续的内存区域,大小是操作系统预定好的,windows下栈大小是2M(也有是1M,在编译时确定,VC中可设置)。

3、碎片问题:
   对于堆,频繁的new/delete会造成大量碎片,使程序效率降低。
   对于栈,它是一个先进后出的队列,进出一一对应,不会产生碎片。

4、生长方向:
   堆向上,向高地址方向增长。
   栈向下,向低地址方向增长。

5、分配方式:
   堆都是动态分配(没有静态分配的堆)。
   栈有静态分配和动态分配,静态分配由编译器完成(如局部变量分配),动态分配由alloca函数分配,但栈的动态分配的资源由编译器进行释放,无需程序员实现。

6、分配效率:
   堆由C/C++函数库提供,机制很复杂。所以堆的效率比栈低很多。
   栈是极其系统提供的数据结构,计算机在底层对栈提供支持,分配专门寄存器存放栈地址,栈操作有专门指令