c语言中内存的分配

在C语言中，内存被分成5个区，它们分别是堆、栈、自由存储区、全局/静态存储区和常量存储区。

堆：是那些由new分配的内存块，它们的释放编译器不用管，由应用程序去控制，一般一个new就要对应一个delete。加入此程序员没有释放掉，那么程序结束后，操作系统会自动回收。

栈：是那些由编译器在需要的时候分配，在无须的时候自动清除的变量的存储区。里面的变量通常是局部变量、函数参数等。

自由存储区：是那些由malloc等分配的内存块，它和堆是十分相似，但是它是用free来结束自己的生命的。

全局/静态存储区：全局和静态变量被分配到同一块内存中，它们一起占用同一块内存区。

常量存储区：这是一块比较特别的存储区，它们里面存放的是常量，不允许修改。

重点来啦！！！！

堆和栈的区别：

[cpp] view
plain copy

void f() { int* p = new int[5]; }  

这条短短的语句就包含了堆和栈，看到new，即分配了一块堆内存；对于p呢，它分配的是一块栈内存。因而，这条语句的意思是：在栈内存中存放了一个指向一块堆内存的指针p。在程序会先确定在堆中分配内存的大小，然后调用operator new分配内存，然后返回这块内存的首地址，放入栈中，它的汇编代码如下：

[plain] view
plain copy

00401028 push 14h  

0040102A call operator new(00401060)  

0040102F add esp,4  

00401032 mov dword ptr[ebp-8],eax  

00401035 mov eax,dword ptr[ebp-8]  

00401038 mov dword ptr[ebp-4],eax  

这里，删除p的操作不是delete p，而是delete [] p，这是为了告诉编译器，删除的是一个数组，编译器就会根据相应的信息去进行释放内存的工作。

重中之重！！！

堆和栈的主要区别有以下几点：

（1）管理方式不同

对于栈来讲，是由编译器自动管理；对于堆来说，释放工作由程序员控制，容易产生内存泄露。

（2）空间大小

一般来讲，在32位系统下，堆内存能够达到4G的空间，从这个角度来看，堆内存几乎是没有什么限制的。但是对于栈来讲，一般都是有一定的空间大小的。

（3）能否产生碎片不同

对于堆来说，频繁的new/delete势必造成内存空间的不连接，从而造成大量的碎片，使程序效率降低。对于栈来说，则不会存在此问题，因为栈是先进后出的，它们是一一对应的，以至于永远都不可能有一个内存块从栈中间跳出来。

（4）生长方向

对于堆来说，生长方向是向上的，即向着内存地址增加的方向；对于栈来讲，它的生长方向是向下的，即向着内存地址减小的方向增长。

（5）分配方式

堆都是动态分配的，没有静态分配的堆。栈有两种分配方式：静态分配和动态分配。静态分配是编译器完成的，比如局部变量的分配。动态分配由alloca函数进行分配，但是栈的动态分配和堆是不同的，它的动态分配是由编译器进行释放，无须手工实现。

（6）分配效率

栈是机器系统提供的数据结构，计算机会在底层对栈提供支持：分配专门的寄存器存放栈的地址，入栈出栈都有专门的指令执行，这就决定了栈的效率比较高。堆的机制是很复杂的，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，假如没有足够大小的空间，就有可能调用系统功能去增加程序数据段的内存空间，这样就有机会分到足够大小的内存，然后进行返回。显然，堆的效率比栈要低得多。

总之：无论是堆还是栈，都要防止越界现象的产生，因为越界的结果要么是程序崩溃、要么是摧毁程序的堆、栈结构，产生意想不到的结果。