C++内存管理

一.内存分配

在C++中，内存分成5个区，分别是堆、栈、自由存储区、全局/静态存储区和常量存储区。

栈，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，就是那些由new分配的内存块，他们的释放编译器不去管，由我们的应用程序去控制，一般一个new就要对应一个delete。如果程序员没有释放掉，那么在程序结束后，操作系统会自动回收。

全局/静态存储区，全局变量和静态变量被分配到同一块内存中，在以前的C语言中，全局变量又分为初始化的和未初始化的，在C++里面没有这个区分了，他们共同占用同一块内存区。

　　常量存储区，这是一块比较特殊的存储区，他们里面存放的是常量，不允许修改。

　 自由存储区，就是那些由malloc等分配的内存块，他和堆是十分相似的，不过它是用free来结束自己的生命的。

二.堆与栈的区别

1.管理方式不同

栈由编译器自动管理，无需手动控制；而堆的内存释放工作由程序员控制，容易产生内存泄露

2.空间大小不同

一般而言，在32位系统下，堆内存可以达到4G空间，而栈的空间大小一般较小，为几M。（可以修改，打开工程，依次操作菜单如下：Project->Setting->Link，在Category 中选中Output，然后在Reserve中设定堆栈的最大值和commit。）

3.碎片问题不同

对于堆而言，频繁的new/delete操作容易造成内存空间的不连续，从而产生大量的碎片，降低程序效率。而栈由于先进后出的特性不会产生碎片。

4.生长方向不同

堆是沿着内存地址增加的方向生长（向上生长）；

栈是沿着内存地址减小的方向生长（向下生长）；

5.分配方式不同

堆是动态分配的；

栈是静态分配或动态分配。静态分配由编译器完成，例如局部变量的分配。动态分配由alloca函数进行，但不同于堆的动态分配，它的释放由编译器进行，无需手工实现。

6.分配效率不同

栈的分配效率比较高。

栈是机器系统提供的数据结构，计算机在底层对栈提供支持：分配专门的寄存器存放栈的地址，压栈出栈都有专门的指令。

堆是由C/C++函数库提供的，机制比较复杂，例如为了分配一块内存，库函数会按照一定的算法在堆内存中搜索可用的足够大小的空间，如果没有，就有可能调用系统功能区增加程序数据段内的内存空间。