c++程序运行时的内存分配【比较好理解】
2014-08-19 14:01
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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。
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。
来看一个网上很流行的经典例子: 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"; 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); 堆 p2 = (char *)malloc(20); 堆 } 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 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。 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。 4.堆和栈中的存储内容 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。 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。 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 char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa"; char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb"; aaaaaaaaaaa是在运行时刻赋值的; 而bbbbbbbbbbb是在编译时就确定的; 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。 比如: #include void main() { char a = 1; char c[] = "1234567890"; char *p ="1234567890"; a = c[1]; a = p[1]; return; } 对应的汇编代码 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 堆和栈的区别可以引用一位前辈的比喻来看出: 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,他的好处是快捷,但是自由度小。 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。 所以在代码中: char *str="abcabc"; str[1]='A'; //错误,不可以改写 char str[]="bacad"; str[1]='D';//可以实现 |
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