c++中内存分配方式

一个由C/C++编译程序占用内存分为以下几个部分：

1、栈区（stack）：由编译器自动分配释放 ，存放函数参数值，局部变量值等。其操作方式类似于数据结构中栈。

2、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，它与数据结构中堆是两回事，分配方式倒是类似于链表。

3、全局区（静态区）（static）：全局变量和静态变量存储是放在一块，初始化全局变量和静态变量在一块区域，未初始化全局变量和未初始化静态变量在相邻另一块区域。程序结束后由系统释放。

4、文字常量区 —常量字符串就是放在这里。 程序结束后由系统释放

5、程序代码区—存放函数体二进制代码。

二、例子程序

//main.cpp
int a = 0; 全局初始化区
char *p1; 全局未初始化区
main()
{
int b; //栈
char s[] = "abc"; //s.栈
char *p2; //栈
char *p3 = "123456";// 123456\0在常量区，p3在栈上。
static int c =0; //全局（静态）初始化区
p1 = (char *)malloc(10);
p2 = (char *)malloc(20);
//分配得来得10和20字节区域就在堆区。
strcpy(p1, "123456"); //123456\0放在常量区，编译器可能会将它与p3所指向"123456"优化成一个地方。
}

二、堆和栈的区别

2.1申请方式

stack: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: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。
2.2申请后系统响应

栈：只要栈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：操作系统有一个记录空闲内存地址链表，当系统收到程序申请时，会遍历该链表，寻找第一个空间大于所申请空间堆结点，然后将该结点从空闲结点链表中删除，并将该结点空间分配给程序，另外，对于大多数系统，会在这块内存空间中首地址处记录本次分配大小，这样，代码中delete语句才能正确释放本内存空间。另外，由于找到堆结点大小不一定正好等于申请大小，系统会自动将多余那部分重新放入空闲链表中。

2.3申请大小限制
栈：在Windows下,栈是向低地址扩展数据结构，是一块连续内存区域。这句话意思是栈顶地址和栈最大容量是系统预先规定好，如果申请空间超过栈剩余空间时，将提示"stack overflow"。因此，能从栈获得空间较小。

堆：堆是向高地址扩展数据结构，是不连续内存区域。这是由于系统是用链表来存储空闲内存地址，自然是不连续，而链表遍历方向是由低地址向高地址。堆大小受限于计算机系统中有效虚拟内存。由此可见，堆获得空间比较灵活，也比较大。
2.4申请效率比较：

栈由系统自动分配，速度较快。但程序员是无法控制。

堆是由new分配内存，一般速度比较慢，而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便.

另外，在WINDOWS下，最好方式是用VirtualAlloc分配内存，他不是在堆，也不是在栈是直接在进程地址空间中保留一快内存，虽然用起来最不方便。但是速度快，也最灵活。
2.5堆和栈中存储内容

栈： 在函数调用时，第一个进栈是主函数中后下一条指令（函数调用语句下一条可执行语句）地址，然后是函数各个参数，在大多数C编译器中，参数是由右往左入栈，然后是函数中局部变量。注意静态变量是不入栈。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地址，也就是主函数中下一条指令，程序由该点继续运行。

堆：一般是在堆头部用一个字节存放堆大小，堆中具体内容由程序员安排。
2.6存取效率比较

char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa";

char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb";

aaaaaaaaaaa是在运行时刻赋值；

而bbbbbbbbbbb是在编译时就确定；

但是，在以后存取中，在栈上数组比指针所指向字符串(例如堆)快。

比如：

void main()
{
char a = 1;
char c[] = "1234567890";
char *p ="1234567890";
a = c[1];
a = p[1];
return;
}

对应汇编代码

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

第一种在读取时直接就把字符串中元素读到寄存器cl中，而第二种则要先把指针值读到edx中，在根据edx读取字符，显然慢了。

2.7小结：

堆和栈区别可以用如下比喻来看出：

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，他好处是快捷，但自由度小。

使用堆就象是自己动手做喜欢吃菜肴，比较麻烦，但是比较符合自己口味，而且自由度大。

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为什么说在堆上分配内存比在栈上分配内存慢？

堆空间开辟需要用系统函数，栈上直接修改指针，堆空间管理需要系统记帐，栈上空间可以由编译器管理或是保存在某个处理器寄存器中。堆空间释放需要系统管理，栈上释放可以直接丢弃。堆空间需要通过栈上指针间接引用，所以访问会慢。