关于c++内存的一点总结20150603

对C/C++内存的管理一直是比较敏感的知识点，这方面的知识涉及到和底层硬件直接打交道，我关键又学那么长一段时间硬件，对这块知识点理解的又不是那么全面，借这段时间空暇时间多，稍微的做个总结，以后如果有更加深刻的理解的在做补充,如果有理解偏差，也请大家指正

1：初步的了解c++对内存的分布

            内存的空间，c++一共将这块空间分成了5个部分，就好比一个公司为了好管理，将公司分为5个部门一样，每个部门有专门的部门职能，c++也是为了更好的管理，诺大的内存空间c++根据自己的需求，将内存空间大致的分成五个部
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分：堆区、栈区、自由存储区、全局\静态存储区、常量存储区。根据划分的5个区的名字，已经大致的理解了这5个区的功能，具体的功能官方的解释有正规的解释，这里按照我的理解大致的解释一下，也欢迎大家指正

           1、堆区：这个区间是程序员自己申请一些空间的地方，如果程序员自己申请了一节空间类型大小明确的空间，就会在这个区间里面，由于是自己申请的，这段空间用完后得自己释放，不释放的话程序结束操作系统会自动释放，所以堆区的空间自由度灵活点，一般我们特地的通过关键词new来申请这段空间，申请完之后通多delete来释放这段空间

           2、栈区：这个区间是编译器根据程序员的行为，按照需要的时候临时的划分一块区间，不需要的时候编译器自动释放，不需要程序员来管控，这个区间一般存储的就是些变量（局部）、函数的参数等一些临时的变量

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           上面的堆栈是程序员论坛上经常见到的话题，我用一个简单的例子按照我的理解解释一下

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a=12;
int b=15;
int *p=new int;
*p=15; //断点1
cout<<&a<<endl;
cout<<p<<endl;
p=&a; //断点2
cout<<&a<<endl;
cout<<p<<endl;
return 0; //断点3
}在程序的三个地方设置了三个断点
程序在vs2012的环境下，debug模式下调试运行

首先程序运行到断点1

看下a的地址，b的地址和指针p的地址





上面地址的位置：

a的地址：0x001EFDA8

b的地址：0x001EFD9C

*p的地址：0x001EFD90

p指针新建的地址：0x003B9E68

通过上面四个地址，我们可以这么理解，变量a、变量b、以及指针的存储地址&(*p)都是有编译器自动开辟空间存储的，开辟的这部分内存空间成为栈

而定义一个指针p开辟的新空间，也就是p指向的空间0x003B9E68这个空间叫做堆，它的内存空间是开发者在一块内存区域内开辟的一段空间，可以发现，这两块空间的地址是不连续的，由于debug模式下，造成a，b，变量之间有间隙，实际release模式下是不存在的，这里，我们也注意下各个空间内的值，注意观察下值的变化

然后我们接着将程序运行到断点2，程序主要的处理过程是给p指向的内存赋值15，这时候，p指向的内存地址的值应该变成0f 00 00 00编码才对，其他的地址应该没有变化，我们调出内存图验证一下





运行后发现和自己的预想一样

那么，如果运行到断点3内存变化会发生什么变化啊，这个我也不清楚，我也是猜的，先看下代码的处理过程

p=&a; //断点2
cout<<&a<<endl;
cout<<p<<endl;
return 0; //断点3

断点2到断点3代码将a的地址传递给了指针p，让指针p指向a的地址，照这个逻辑推理下去，按照很多人给我们的解释是，堆空间的地址必须得通过delete关键词来释放，如果不释放，他会一直占用，知道程序结束被操作系统回收，按照这个点，我做了下面的推断
如果到断点3，推断：

             1、变量a，b的地址不会改变

             2、a，b栈内的值也不会变化

             3、p指针所在的内存地址也不会变化

             4、但是p指针的值会变化，因为它指向的地址已经发生了变化

             5、p原先指向的地址的值也不会变化，因为那个地址内的值我们没有做任何处理

我们还是让程序运行到断点3，查看内存的变化





通过比较，我发现了p的值由原先的68 9e 3b 00 变成了a8 fd 1e 00，程序就是按照上面推断的5项的结论来的，推断是正确的，我们重新查看p指向的地址，则是变量a的地址了

通过三个断点发现一些其他的问题，这个我没有验证，只能在以后验证了，问题罗列一下

               1：变量的入栈也叫压栈是从内存高位进入，先进后出的原则对么

               2：程序的地址标记入栈的地址位低于先入栈的地址位

               3：堆区的地址位是不是在内存分配上高于栈区的地址位，我发现p指向的堆区的地址位为0x003B9E68明显大于a的地址位0x001EFDA8

大致对堆栈的理解也只能总结这么多，大致的了解堆栈的区别

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           3、自由存储区：和堆的功能类似，不过它是通过malloc和free来分配和释放的

           4、全局\静态存储区：它是存储全局变量和静态变量的一块内存区域

           5、常量存储区：它是内存用来存放常量的一块区域，不允许更改其值

       内存的5种方式都通过上述堆载的方法全部调试过，同样每个都会遗留或多或少的问题，等以后知识面深的话，在做详细的分析吧，这里只是总结一下关于内存分配的一方面的知识。

2：整体上了解的c++的大概的内存方式后，整体上已经清楚数据入堆栈的原理，现在从细节上分析上面的各个区间的区别，也是参考一些文献加上自己的理解，总结一下，忽的在别的文章上解决了上面的一些问题

          由于这篇文字总结不是一天写成的，断断续续的写了几次，后期又发现了前期的一些错误，也不想去更改了，毕竟能把自己最初为什么是这样想的，当时为什么会卡到这个问题上的思维保留下来，等以后还有时间去总结了，就像总结c++一样似的，在来个更简单扼要的总结吧

          堆和栈的区别：

                a：管理方式的不同：栈是编译器管理，堆是程序员自己管的，人管就容易出错，比如内存泄露

                b：空间大小不同：栈的空间比较小，多小多大编译器决定的，堆空间大，多大多小，程序员决定的，但是不能超过极限

                c：碎片问题：堆每次开新空间都得申请，空间地址不连续，很容易碎片，栈不会，它是依次分配的

                d：方向不同：堆是向内存地址增大的方向扩充，栈是像内存地址减小的地方扩充（解决了上面的第一个问题）

                e：分配方式：堆只能动态分配，栈动静都能分配

                f：执行效率：栈是编译器分配的，堆是库分配的，栈的速度明显快堆，但是对于数据空间较大的，还是用堆来解决

           所以我个人截止目前我个人的理解是能用栈时候不用堆，当数据过于大的时候或者需要后期灵活调用的时候，我会比较它们的利弊，然后决定用那一个