内存分区

来源:https://blog.csdn.net/qq_33515733/article/details/107168302

图来源:https://blog.csdn.net/chenyijun/article/details/81938287

1、代码区


程序C/C++代码存放区,特点是共享(其它程序调用)和只读(防止意外修改)

2、全局区

图中橙色区,存放程序中常量、全局变量、静态变量。

地址从低到高分别存储常量(const修饰的全局变量、字符常量等)、未初始化全局变量与未初始化静态变量(这些未初始化的数据在程序执行前会自动被系统初始化为0或者NULL)

程序运行时候产生两个区域:栈、堆

3、堆

堆是一个大容器,它的容量要远远大于栈,但没有栈那样先进后出的顺序。用于动态内存分配。一般由程序员分配和释放,若程序员不释放,程序结束时由操作系统回收。

程序员向操作系统申请一段内存,当系统收到程序的申请时,会遍历一个记录空内存结点的链表,找到第一个空间大于或等于所申请空间的堆结点,将该空闲结点从链表中删除,并将该结点的空间分配给程序,如果链表中空闲结点的空间大于申请空间的大小,系统会自动将多余的部分放入空闲链表中,故容易造成内存的碎片化,分配速度较慢,地址不连续

注意点

  • 程序员申请的内存必须由程序员负责释放,否则会导致内存泄漏,堆的增长方向与内存地址的增长方向相同,因此在堆区上申请空间理论上是没有大小限制的,但是受安装内存条的大小和系统以及其他程序的占用,不是无限大的
  • 程序员申请在堆上的内存,是由程序员自己管理的,不像栈上的变量那样,需要消耗CPU资源判断变量的生命周期,所以不会对CPU造成额外的消耗,这也是程序员申请堆上内存的优点

4、栈

栈是一种先进后出的内存结构,由编译器自动分配释放,存放函数的参数值、返回值、局部变量等。在程序运行过程中实时加载和释放,因此,局部变量的生存周期为申请到释放该段栈空间。

程序自动向操作系统申请分配以及回收,速度快,使用方便,但是程序员无法控制,如果分配失败,抛出栈溢出错误

注意点

  • const 局部变量也存储在栈区,栈区向地址减小的方向增长
  • 系统为变量在栈上申请内存后,CPU需要不断地判断变量是否已结束使用的生命周期,如果生命周期结束,系统就会释放为这个变量申请的栈内存,这样一来随着在栈上申请的变量增多,会对CPU造成额外的消耗

堆和栈的比较

申请方式

  • 栈(stack):系统自动分配,如声明int a; 系统自动在栈空间为a开辟空间
  • 堆(heap):程序猿申请,并指明大小,C中malloc运算符,如char* p = (char *)malloc(sizeof(char)); C++中new运算符,如int *n = new int(10);
  • #include <iostream>
    using namespace std;
    
    
    int* func() {
        //用new分配堆内的内存,这会返回所分配的空间地址
        int* p = new int(20);
        return p;
    };
    
    
    int main( )
    {
        int * arg = func();
        cout << *arg << endl;
        cout << new int(10) << endl;
        delete arg; //从delete从堆区释放内存
        cout << *arg << endl; //已从堆区释放,报错
        return 0;
    }

注意点

  • 指针p和n本身是在栈中,它们指向的地址空间是堆区的空间

申请内存大小的限制

  • 栈(stack):在Windows下,栈是向低地址方向扩展的,是一块连续的内存区域,也就是说栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的,在Windows下,一般栈的大小是1M(这个是可以改的,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,将会抛出overflow
  • 堆(heap):堆是向高地址方向扩展的,是不连续的内存区域,原因是系统使用链表的方式存储堆的空闲结点的,这个链表的遍历方向是由低到高的,堆获得的空间受限于计算系统中有效的虚拟内存,比较灵活

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标签: C++, 内存, int, 空间, 链表, 程序员, 申请, 四区

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