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C++的内存分配机制可以分为四个区域：堆区、栈区、全局/静态存储区和常量存储区。
1. 堆区：动态内存分配区，程序在运行时可以向该区域申请一定大小的内存，用malloc或new来申请，用free或delete来释放。
2. 栈区：存放函数的参数值和局部变量，由编译器自动分配和释放，其操作方式类似于数据结构中的栈。
3. 全局/静态存储区：全局变量和静态变量被存放在此区域中，包括初始化的全局变量和静态变量（空白初始化的全局变量和静态变量也会被存放在此区域），全局变量和静态变量在程序整个运行期间一直被保留。
4. 常量存储区：常量被存放在此区域中，不允许修改。
C++内存分配机制遵循二八定律，即80%的内存空间被80%的程序所使用，而剩下的20%的内存空间则被浪费。
因此，在编写C++程序时，应该尽可能地利用好内存空间，避免内存空间的浪费。
堆栈的工作原理
堆栈是一种数据结构，它遵循“先进后出”（LIFO）的原则。
它通常用于存储和管理函数调用、中断处理、内存分配等操作。
堆栈的工作原理如下：
1. 初始化堆栈：在使用堆栈之前，需要先分配一块固定大小的内存空间来存储堆栈中的元素。
这个空间可以是数组、链表或是其他数据结构。
2. 压栈（Push）操作：当有新的元素要加入堆栈时，它将被放置在堆栈的顶部。
这个过程被称为“压栈”，也就是将元素插入到堆栈的顶部。
3. 弹栈（Pop）操作：当需要访问堆栈中的元素时，可以从堆
栈的顶部开始弹出元素。
每次弹出的元素都是最新加入堆栈的那个元素，所以堆栈遵循了“先进后出”的原则。
4. 栈顶指针：堆栈通常使用一个指针来跟踪堆栈顶部的位置。
压栈操作会将栈顶指针向上移动，而弹栈操作会将栈顶指针向下移动。
5. 栈溢出：如果堆栈已满时还尝试进行压栈操作，就会发生栈溢出的错误。
栈溢出意味着堆栈已经超出了它的容量限制。
6. 栈空：如果堆栈中没有元素时，就称为栈空。
这时进行弹栈操作会导致错误，因为没有可弹出的元素。
堆栈的工作原理简单明了，它提供了一个高效的方式来存储和访问数据。
通过遵循“先进后出”的原则，堆栈可以灵活地支持各种场景下的数据管理需求。
c语言的内存结构C语言是一种高级编程语言，但实际上在计算机中运行时，C语言程序会被编译成可执行文件，然后在计算机内存中运行。
因此，了解C 语言的内存结构对于理解C程序的运行及性能优化至关重要。
C语言的内存结构主要可以分为以下几个部分：栈（Stack）、堆（Heap）、全局内存（Global Memory）和代码区（Code Segment）。
首先是栈（Stack），栈是一种自动分配和释放内存的数据结构。
它用于存储局部变量、函数参数和函数调用信息等。
栈的特点是后进先出（LIFO），也就是最后进入的数据最先被释放。
栈的大小在程序运行时是固定的，一般由编译器设置。
栈的操作速度较快，但内存空间有限。
其次是堆（Heap），堆是一种动态分配和释放内存的数据结构。
它用于存储动态分配的变量、数据结构和对象等。
堆的大小一般由操作系统管理，并且可以在运行时进行动态扩展。
堆的操作相对较慢，因为需要手动分配和释放内存，并且容易产生内存碎片。
全局内存（Global Memory）是用于存储全局变量和静态变量的区域。
全局变量在程序的生命周期内都存在，并且可以在多个函数之间共享。
静态变量作用于其所在的函数内，但是生命周期与全局变量相同。
全局内存由编译器进行分配和管理。
代码区（Code Segment）存储了程序的指令集合，它是只读的。
在程序运行时，代码区的指令会被一条一条地执行。
代码区的大小由编译器决定，并且在程序执行过程中不能修改。
此外，C语言还具有特殊的内存区域，如常量区和字符串常量区。
常量区用于存储常量数据，如字符串常量和全局常量等。
常量区的数据是只读的，且在程序的整个生命周期内存在。
字符串常量区是常量区的一个子区域，用于存储字符串常量。
在C语言中，内存分配和释放是程序员的责任。
通过使用malloc和free等函数，程序员可以在堆中动态地分配和释放内存，从而灵活地管理程序的内存使用。
不过，应当注意避免内存泄漏和野指针等问题，以免出现内存错误和性能问题。
c语言cpu分配内存的原则：
以下是一些关于C语言中内存分配的原则：
1.静态存储区：这部分内存是在程序编译时分配的，包括全局变量和静态变量。
这些
变量的生命周期是整个程序的执行期间。
2.栈内存：这部分内存是在程序执行期间动态分配的，主要用来存储函数调用的局部
变量和函数参数。
当函数执行结束时，这部分内存会自动释放。
3.堆内存：这是动态内存分配区域，通过malloc，calloc等函数分配。
当不再需要这部
分内存时，应使用free函数释放。
需要注意的是，如果不正确地使用这些函数（例如，试图释放同一块内存两次或者在释放内存后继续使用它），可能会导致程序崩溃或未定义的行为。
4.代码段：也称为文本段，这是用来存储程序的二进制代码的区域。
这部分内存通常
不可写，因为它是只读的，以防止程序意外地修改其指令。
5.运行时内存分配：C语言标准库提供了一些函数用于在运行时动态分配和释放内存，
如malloc()、calloc()、realloc()和free()。
这些函数允许程序员在运行时分配和释放内存，这在处理大量数据或需要根据程序运行情况动态调整数据结构大小时非常有用。
栈和堆的区别 (转) 终于知道区别了(2007-09-12 08:50:49)转载标签：IT/科技一个由 c/C++ 编译的程序占用的内存分为以下几个部分：1 、栈区（ stack ）—由编译器自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量的值等。
其操作方式类似于数据结构中的栈。
2 、堆区（ heap ）—一般由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时可能由 OS 回收。
注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表，呵呵。
3 、全局区（静态区）（ static ）—全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的全局变量和静态变量在一块区域，未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。
程序结束后由有系统释放。
4 、文字常量区—常量字符串就是放在这里的。
程序结束后由系统释放。
5 、程序代码区—存放函数体的二进制代码。
例子程序：这是一个前辈写的，非常详细//main.cppint 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在常量区，p3在栈上。
static int c =0; //全局（静态）初始化区p1 = （char *）malloc（10）;p2 = （char *）malloc（20）; //分配得来得10和20字节的区域就在堆区。
strcpy（p1, "123456"）; //123456放在常量区，编译器可能会将它与p3所指向的"123456"优化成一个地方。
}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 。
堆内存、栈内存统计方法堆内存和栈内存是计算机内存管理的两个重要概念。
堆内存用于存储动态分配的数据和对象，而栈内存用于存储函数调用和局部变量。
堆内存的统计方法：1.内存分配堆内存的分配通常由程序员手动管理，比如使用C++中的new关键字或Java中的new操作符。
程序员可以根据需要分配一块特定大小的堆内存，然后使用指针或引用来操作该内存。
在分配堆内存时，需要注意内存泄漏的问题，即在不再使用堆内存时忘记释放内存。
内存泄漏可能导致系统性能下降并可能最终导致系统崩溃。
2.压力测试为了统计堆内存的使用情况，可以进行一些压力测试。
这些测试可以模拟实际使用情况，包括创建和释放大量对象或数据结构，并使用工具来监视内存使用情况。
比如，使用Java中的工具jconsole或VisualVM可以监视堆内存的使用情况。
这些工具可以显示内存的分配和释放速度，以及堆内存的使用率等信息。
3.垃圾回收对于使用垃圾回收机制的编程语言（如Java、C#等），堆内存的统计通常涉及对垃圾回收的监视和调整。
垃圾回收是一种自动化的内存管理机制，可以自动回收不再使用的对象并释放相关的堆内存。
通过监视垃圾回收的执行情况，可以了解堆内存的使用情况，并进行必要的调整。
栈内存的统计方法：1.函数调用和调用栈栈内存用于存储函数调用和局部变量。
每当函数被调用时，系统会自动将函数的参数和局部变量存储在栈内存中。
通过查看函数的调用栈，可以了解栈内存的使用情况。
调试工具可以显示函数的调用顺序和参数值，以及每个函数在栈上所占的空间。
2.异常和错误信息栈内存还用于存储异常和错误的信息。
当程序执行出错时，系统会将错误信息记录在栈上，并在栈不断弹出的过程中传递错误信息。
通过查看错误信息和调用栈，可以了解错误的源头和导致错误的函数调用。
3.越界检查和栈溢出栈内存的统计还涉及到越界检查和栈溢出的监视。
当函数或代码块尝试访问超出栈内存范围的数据时，会触发越界错误。
通过监视越界错误，可以了解代码中存在的错误并进行修复。
C语⾔中内存分布及程序运⾏中（BSS段、数据段、代码段、堆栈）BSS段:（bss segment）通常是指⽤来存放程序中未初始化的全局变量的⼀块内存区域。
BSS是英⽂Block Started by Symbol的简称。
BSS 段属于静态内存分配。
数据段：数据段（data segment）通常是指⽤来存放程序中已初始化的全局变量的⼀块内存区域。
数据段属于静态内存分配。
代码段：代码段（code segment/text segment）通常是指⽤来存放程序执⾏代码的⼀块内存区域。
这部分区域的⼤⼩在程序运⾏前就已经确定，并且内存区域通常属于只读 , 某些架构也允许代码段为可写，即允许修改程序。
在代码段中，也有可能包含⼀些只读的常数变量，例如字符串常量等。
程序段为程序代码在内存中的映射.⼀个程序可以在内存中多有个副本.堆（heap）：堆是⽤于存放进程运⾏中被动态分配的内存段，它的⼤⼩并不固定，可动态扩张或缩减。
当进程调⽤malloc/free等函数分配内存时，新分配的内存就被动态添加到堆上（堆被扩张）/释放的内存从堆中被剔除（堆被缩减）栈(stack) ：栈⼜称堆栈，存放程序的局部变量（但不包括static声明的变量， static 意味着在数据段中存放变量）。
除此以外，在函数被调⽤时，栈⽤来传递参数和返回值。
由于栈的先进先出特点，所以栈特别⽅便⽤来保存/恢复调⽤现场。
储动态内存分配,需要程序员⼿⼯分配,⼿⼯释放下图是APUE中的⼀个典型C内存空间分布图例如：#include <stdio.h>int g1=0, g2=0, g3=0;int max(int i){int m1=0,m2,m3=0,*p_max;static n1_max=0,n2_max,n3_max=0;p_max = (int*)malloc(10);printf("打印max程序地址\n");printf("in max: 0x%08x\n\n",max);printf("打印max传⼊参数地址\n");printf("in max: 0x%08x\n\n",&i);printf("打印max函数中静态变量地址\n");printf("0x%08x\n",&n1_max); //打印各本地变量的内存地址printf("0x%08x\n",&n2_max);printf("0x%08x\n\n",&n3_max);printf("打印max函数中局部变量地址\n");printf("0x%08x\n",&m1); //打印各本地变量的内存地址printf("0x%08x\n",&m2);printf("0x%08x\n\n",&m3);printf("打印max函数中malloc分配地址\n");printf("0x%08x\n\n",p_max); //打印各本地变量的内存地址if(i) return 1;else return 0;}int main(int argc, char **argv){static int s1=0, s2, s3=0;int v1=0, v2, v3=0;int *p;p = (int*)malloc(10);printf("打印各全局变量(已初始化)的内存地址\n");printf("0x%08x\n",&g1); //打印各全局变量的内存地址printf("0x%08x\n",&g2);printf("0x%08x\n\n",&g3);printf("======================\n");printf("打印程序初始程序main地址\n");printf("main: 0x%08x\n\n", main);printf("打印主参地址\n");printf("argv: 0x%08x\n\n",argv);printf("打印各静态变量的内存地址\n");printf("0x%08x\n",&s1); //打印各静态变量的内存地址printf("0x%08x\n",&s2);printf("0x%08x\n\n",&s3);printf("打印各局部变量的内存地址\n");printf("0x%08x\n",&v1); //打印各本地变量的内存地址printf("0x%08x\n",&v2);printf("0x%08x\n\n",&v3);printf("打印malloc分配的堆地址\n");printf("malloc: 0x%08x\n\n",p);printf("======================\n");max(v1);printf("======================\n");printf("打印⼦函数起始地址\n");printf("max: 0x%08x\n\n",max);return 0;}打印结果：可以⼤致查看整个程序在内存中的分配情况:可以看出,传⼊的参数,局部变量,都是在栈顶分布,随着⼦函数的增多⽽向下增长.函数的调⽤地址(函数运⾏代码),全局变量,静态变量都是在分配内存的低部存在,⽽malloc分配的堆则存在于这些内存之上,并向上⽣长.~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~在操作系统中，⼀个进程就是处于执⾏期的程序（当然包括系统资源），实际上正在执⾏的程序代码的活标本。
内存的堆栈分析
⼀般说到内存指的是计算机的随机存储器（RAM），程序都是在这⾥⾯运⾏。
计算机内存的⼤致划分如下：
1：内存地址由上倒下依次增加
2：内存由上倒下依次分为以下⼏块：
内核虚拟内存：⽤户代码不可见的内存，地址空间顶部的区域，是为内核保留的。
栈：维护虚拟地址的空间顶部是⽤户栈，编译器⽤它来实现函数调⽤。
每次调⽤⼀个函数时栈会增长（⽅法中涉及⼤量的⼏部变量），
从函数返回时栈会收缩。
存储运⾏时的局部变量及const局部变量。
栈是连续的lifo（后进先出）的存取⽅式，地址从上到下逐渐增加。
共享库：⼤约在地址空间的中间部分，是⼀块⽤来存放标准库和数学库这样的共享库代码和数据的区域。
如：printf函数等...
堆：运⾏时有malloc创建的运⾏时的堆。
存放程序员申请的内存空间，如 new Array()
堆是树状结构的⽆序的存储数据的⽅式。
程序代码和数据区：包括读/写数据和只读的代码和数据，对所有的进程来说，代码是从同⼀固定地址开始，
紧接着的是和C全局变量相对应的数据位置。
代码和数据区是直接按照可执⾏⽬标⽂件的 内容初始化的。
可读写区⽤于存储全局变量和静态变量的数据
只读区存储代码
可读写区⽤于存储⽤户的数据：地址连续存储。
一个由C/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分
1、栈区（stack）—由编译器自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量的值等。
其
操作方式类似于数据结构中的栈。
2、堆区（heap）—一般由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收。
注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表，呵呵。
3、全局区（静态区）（static）—，全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的全局变量和静态变量在一块区域，未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。
- 程序结束后由系统释放。
4、文字常量区—常量字符串就是放在这里的。
程序结束后由系统释放
5、程序代码区—存放函数体的二进制代码。
二、例子程序
这是一个前辈写的，非常详细
//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);
p2 = (char *)malloc(20);
分配得来得10和20字节的区域就在堆区。
strcpy(p1, "123456"); 123456\0放在常量区，编译器可能会将它与p3所指向的"123456" 优化成一个地方。
}
二、堆和栈的理论知识
2.1申请方式
stack:
由系统自动分配。
例如，声明在函数中一个局部变量 int b; 系统自动在栈中为b开辟空间
heap:
需要程序员自己申请，并指明大小，在c中malloc函数
如p1 = (char *)malloc(10);
在C++中用new运算符
如p2 = new char[10];
但是注意p1、p2本身是在栈中的。
2.2
申请后系统的响应
栈：只要栈的剩余空间大于所申请空间，系统将为程序提供内存，否则将报异常提示栈溢出。
堆：首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表，当系统收到程序的申请时，会遍历该链表，寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点，然后将该结点从空闲结点链表中删除，并将该结点的空间分配给程序，另外，对于大多数系统，会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大小，这样，代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。
另外，由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小，系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中。
2.3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。
2.4申请效率的比较：
栈由系统自动分配，速度较快。
但程序员是无法控制的。
堆是由new分配的内存，一般速度比较慢，而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便. 另外，在WINDOWS下，最好的方式是用VirtualAlloc分配内存，他不是在堆，也不是在栈是
直接在进程的地址空间中保留一块内存，虽然用起来最不方便。
但是速度快，也最灵活。
2.5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。
堆中的具体内容由程序员安排。
2.6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
第一种在读取时直接就把字符串中的元素读到寄存器cl中，而第二种则要先把指针值读到edx中，再根据edx读取字符，显然慢了。
2.7小结：
堆和栈的区别可以用如下的比喻来看出：
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。
(经典！)。
