? ?

棧竖配，堆何址，數(shù)據(jù)段（只讀數(shù)據(jù)段，已經(jīng)初始化讀寫數(shù)據(jù)段进胯，未初始化數(shù)據(jù)段即BBS）和代碼段組成.

1.棧區(qū)(stack):

由編譯器自動分配釋放用爪，存放函數(shù)的參數(shù)值，局部變量等值胁镐。其操作方式類似于數(shù)據(jù)結構中的棧偎血。

2.堆區(qū)(heap):

堆允許程序在運行時動態(tài)地申請某個大小的內(nèi)存。

一般由程序員分配釋放盯漂，若程序員不釋放颇玷，則可能會引起內(nèi)存泄漏。

注堆和數(shù)據(jù)結構中的堆棧不一樣就缆，其類是與鏈表亚隙。

3.程序代碼區(qū)：存放函數(shù)體的二進制代碼。

所有的語句編譯后會生成CPU指令存儲在代碼區(qū).

4.數(shù)據(jù)段：由三部分組成：

<1>只讀數(shù)據(jù)段：

只讀數(shù)據(jù)段是程序使用的一些不會被更改的數(shù)據(jù)违崇，使用這些數(shù)據(jù)的方式類似查表式的操作阿弃，由于這些變量不需要更改，因此只需要放置在只讀存儲器中即可羞延。一般是const修飾的變量以及程序中使用的文字常量一般會存放在只讀數(shù)據(jù)段中渣淳。

<2>已初始化的讀寫數(shù)據(jù)段：

已初始化數(shù)據(jù)是在程序中聲明，并且具有初值的變量伴箩，這些變量需要占用存儲器的空間入愧，在程序執(zhí)行時它們需要位于可讀寫的內(nèi)存區(qū)域內(nèi)，并且有初值嗤谚，以供程序運行時讀寫棺蛛。在程序中一般為已經(jīng)初始化的全局變量，已經(jīng)初始化的靜態(tài)局部變量(static修飾的已經(jīng)初始化的變量)

<3>未初始化段（BSS）：

[

BSS段通常是指用來存放程序中未初始化的全局變量和靜態(tài)變量的一塊內(nèi)存區(qū)域巩步。

特點是可讀寫的旁赊，在程序執(zhí)行之前BSS段會自動清0。

]

未初始化數(shù)據(jù)是在程序中聲明椅野，但是沒有初始化的變量终畅，這些變量在程序運行之前不需要占用存儲器的空間籍胯。與讀寫數(shù)據(jù)段類似，它也屬于靜態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)离福。但是該段中數(shù)據(jù)沒有經(jīng)過初始化杖狼。未初始化數(shù)據(jù)段只有在運行的初始化階段才會產(chǎn)生，因此它的大小不會影響目標文件的大小妖爷。在程序中一般是沒有初始化的全局變量和沒有初始化的靜態(tài)局部變量蝶涩。

附加說明：

常量區(qū)（特殊的常量存儲區(qū)，屬于靜態(tài)存儲區(qū)）

1) 常量占用內(nèi)存,只讀狀態(tài),決不可修改

2) 常量字符串就是放在這里的絮识，程序結束后由系統(tǒng)釋放

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動態(tài)存儲方式

所謂動態(tài)存儲方式是指在程序運行期間根據(jù)需要進行動態(tài)的分配存儲空間的方式子寓。

動態(tài)存儲變量是在程序執(zhí)行過程中，使用它時才分配存儲單元笋除， 使用完畢立即釋放斜友。

典型的例子是函數(shù)的形式參數(shù)，在函數(shù)定義時并不給形參分配存儲單元垃它，只是在函數(shù)被調(diào)用時鲜屏，才予以分配，調(diào)用函數(shù)完畢立即釋放国拇。如果一個函數(shù)被多次調(diào)用洛史，則反復地分配、釋放形參變量的存儲單元酱吝。

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動態(tài)存儲區(qū)：

1.棧和堆

棧:會存放函數(shù)的返回地址也殖、參數(shù)和局部變量。

堆：我們通過 new 算符和 malloc 函數(shù)分配得到的空間务热。

堆和棧在內(nèi)存中分配位置忆嗜，跟硬件架構和操作系統(tǒng)都有關系。

x86中棧都是由高地址向低地址分配崎岂，堆是由低地址向高地址分配捆毫，不過在 Windows 和 Linux 中堆和棧的位置相反，另外存放靜態(tài)數(shù)據(jù)冲甘、代碼的區(qū)域位置也有一些不同绩卤。

棧是屬于線程的，每一個線程會有一個自己的棧江醇。

2.局部自動變量

存放在棧區(qū)濒憋，在棧區(qū)里面其實又可以分成好幾個區(qū)域，他們叫做棧楨陶夜，一個棧楨就是一個函數(shù)凛驮，需要調(diào)用該函數(shù)的時候就如入棧，函數(shù)return的時候就會彈出棧律适，所以他們的生命周期是從函數(shù)的開始直到函數(shù)結束辐烂。

而棧幀里面又存放著什么呢，棧幀存放著以下幾種東西：參數(shù)變量的地址捂贿，局部變量的地址纠修，return的地址（還有棧指針和基指針，想知道這個是就什么百度吧）

3.自動變量(未加static聲明的局部變量) 厂僧；

4.函數(shù)調(diào)用時的現(xiàn)場保護和返回地址等扣草；

5.動態(tài)變量

通常是由malloc new等分配的空間，生命周期是從分配的那一刻直到free結束颜屠。

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靜態(tài)存儲方式

所謂靜態(tài)存儲方式是指在程序編譯期間分配固定的存儲空間的方式辰妙。

該存儲方式通常是在變量定義時就分定存儲單元并一直保持不變，

直至整個程序結束甫窟。全局變量密浑，靜態(tài)變量等就屬于此類存儲方式。

靜態(tài)存儲區(qū)：

一定會存在的而且會永恒存在粗井、不會消失尔破，這樣的數(shù)據(jù)包括常量、常變量（const 變量）浇衬、靜態(tài)變量懒构、全局變量等。

靜態(tài) 耘擂、常量胆剧、全局變量就是存放在靜態(tài)存儲區(qū)，他們在程序編譯完成后就已經(jīng)分配好了醉冤，生命周期持續(xù)至程序結束秩霍。

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一、預備知識—程序的內(nèi)存分配 ?

一個由C/C++編譯的程序占用的內(nèi)存分為以下幾個部分

1蚁阳、棧區(qū)（stack）：由編譯器自動分配釋放 ? 前域，存放函數(shù)的參數(shù)值，局部變量的值等韵吨。其 ?操作方式類似于數(shù)據(jù)結構中的棧匿垄。

2、堆區(qū)（heap）?：一般由程序員分配釋放归粉， ? 若程序員不釋放椿疗，程序結束時可能由OS回收。注意它與數(shù)據(jù)結構中的堆是兩回事糠悼，分配方式倒是類似于鏈表届榄，呵呵。

3倔喂、全局區(qū)（靜態(tài)區(qū)）（static）：全局變量和靜態(tài)變量的存儲是放在一塊的铝条，初始化的全局變量和靜態(tài)變量在一塊區(qū)域靖苇， ? 未初始化的全局變量和未初始化的靜態(tài)變量在相鄰的另一塊區(qū)域。程序結束后由系統(tǒng)釋放班缰。

4贤壁、文字常量區(qū)：常量字符串就是放在這里的程序結束后由系統(tǒng)釋放

5、程序代碼區(qū)：存放函數(shù)體的二進制代碼埠忘。

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總結

從以上分析可知脾拆， 靜態(tài)存儲變量是一直存在的， 而動態(tài)存儲變量則時而存在時而消失莹妒。我們又把這種由于變量存儲方式不同而產(chǎn)生的特性稱變量的生存期名船。

生存期表示了變量存在的時間。 生存期和作用域是從時間和空間這兩個不同的角度來描述變量的特性旨怠，這兩者既有聯(lián)系渠驼，又有區(qū)別。 一個變量究竟屬于哪一種存儲方式鉴腻， 并不能僅從其作用域來判斷渴邦，還應有明確的存儲類型說明。

內(nèi)存中用戶存儲空間的分配情況（三種）：

程序區(qū)：存放程序語句

靜態(tài)存儲區(qū)：全局變量拘哨，局部靜態(tài)變量

存放全局變量谋梭，在程序開始執(zhí)行時給全局變量分配存儲區(qū)，程序執(zhí)行完畢就釋放倦青。

動態(tài)存儲區(qū)：函數(shù)形參變量（在調(diào)用函數(shù)時給形參分配存儲空間）瓮床，局部動態(tài)變量(auto register)，函數(shù)調(diào)用現(xiàn)場保護和返回地址等产镐。

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二.堆和棧的區(qū)別

1.申請方式

(1)棧（satck）:由系統(tǒng)自動分配隘庄。

1）程序運行時由編譯器自動分配的一塊連續(xù)的內(nèi)容，存放函數(shù)的參數(shù)值癣亚，局部變量的值等丑掺。

例如，聲明在函數(shù)中一個局部變量int b;系統(tǒng)自動在棧中為b開辟空間述雾。

2）程序結束時由編譯器自動釋放

3) 棧由系統(tǒng)自動分配街州，程序員無法控制

4）只要棧的剩余空間大于所申請空間，系統(tǒng)將為程序提供內(nèi)存玻孟，否則將報異常提示棧溢出唆缴。

5）存取方式，先進后出

(2)堆（heap）:

1）在內(nèi)存開辟另一塊不連續(xù)的存儲區(qū)域黍翎。一般由程序員分配釋放面徽，

2）若程序員不釋放，程序結束時由系統(tǒng)回收

3）首先應該知道操作系統(tǒng)有一個記錄空閑內(nèi)存地址的鏈表，當系統(tǒng)收到程序的申請時趟紊，會遍歷該鏈表氮双，尋找第一個空間大于所申請空間的堆結點，然后將該結點從空閑結點鏈表中刪除霎匈，并將該結點的空間分配給程序戴差。

? ? ? ?需程序員自己申請（調(diào)用malloc,realloc,calloc）,并指明大小，并由程序員進行釋放唧躲。容易產(chǎn)生memory leak.eg:

charp;

p = (char*)malloc(sizeof(char));

但是造挽，p本身是在棧中碱璃。

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在c中malloc函數(shù)?

如p1 = (char *)malloc(10);

在C++中用new運算符

如p2 = (char *)malloc(10);

但是注意p1弄痹、p2本身是在棧中的。

2.申請大小的限制

（1）棧：在windows下棧是向底地址擴展的數(shù)據(jù)結構嵌器，是一塊連續(xù)的內(nèi)存區(qū)域(它的生長方向與內(nèi)存的生長方向相反)肛真。這句話的意思是棧頂?shù)牡刂泛蜅５淖畲笕萘渴窍到y(tǒng)預先規(guī)定好的，在 WINDOWS下爽航，棧的大小是2M（也有的說是1M蚓让，總之是一個編譯時就確定的常數(shù)）。

棧的大小是固定的讥珍。如果申請的空間超過棧的剩余空間時历极，將提示overflow。因此衷佃，能從棧獲得的空間較小趟卸。

（2）堆：堆是高地址擴展的數(shù)據(jù)結構（它的生長方向與內(nèi)存的生長方向相同），是不連續(xù)的內(nèi)存區(qū)域氏义。這是由于系統(tǒng)使用鏈表來存儲空閑內(nèi)存地址的锄列，自然是不連續(xù)的，而鏈表的遍歷方向是由底地址向高地址惯悠。堆的大小受限于計算機系統(tǒng)中有效的虛擬內(nèi)存邻邮。由此可見，堆獲得的空間比較靈活克婶，也比較大筒严。

3.系統(tǒng)響應：

（1）棧：只要棧的空間大于所申請空間，系統(tǒng)將為程序提供內(nèi)存情萤，否則將報異常提示棧溢出萝风。

（2）堆：首先應該知道操作系統(tǒng)有一個記錄空閑內(nèi)存地址的鏈表，但系統(tǒng)收到程序的申請時紫岩，會遍歷該鏈表规惰，尋找第一個空間大于所申請空間的堆結點，然后將該結點從空閑鏈表中刪除泉蝌，并將該結點的空間分配給程序歇万，另外揩晴，對于大多數(shù)系統(tǒng)，會在這塊內(nèi)存空間中的首地址處記錄本次分配的大小贪磺，這樣硫兰，代碼中的free語句才能正確的釋放本內(nèi)存空間。另外寒锚，找到的堆結點的大小不一定正好等于申請的大小劫映，系統(tǒng)會自動的將多余的那部分重新放入空閑鏈表中。

? ? ? ? ? ?說明：

（1）對于堆來講刹前，頻繁的new/delete勢必會造成內(nèi)存空間的不連續(xù)泳赋，從而造成大量的碎片，使程序效率降低喇喉。

（2）對于棧來講祖今，則不會存在這個問題，

4.申請效率的比較

（1）棧由系統(tǒng)自動分配拣技，速度快千诬。但程序員是無法控制的

? ? ? （2）堆是由malloc分配的內(nèi)存，一般速度比較慢膏斤，而且容易產(chǎn)生碎片徐绑，不過用起來最方便。

另外莫辨，在WINDOWS下傲茄，最好的方式是用VirtualAlloc分配內(nèi)存，他不是在堆衔掸，也不是在棧烫幕，是直接在進程的地址空間中保留一塊內(nèi)存，雖然用起來最不方便敞映。但是速度快较曼，也最靈活。

5.堆和棧中的存儲內(nèi)容

（1）棧：在函數(shù)調(diào)用時振愿，第一個進棧的主函數(shù)中后的下一條語句的地址捷犹，然后是函數(shù)的各個參數(shù)，參數(shù)是從右往左入棧的冕末，然后是函數(shù)中的局部變量萍歉。注：靜態(tài)變量是不入棧的。當本次函數(shù)調(diào)用結束后档桃，局部變量先出棧枪孩，然后是參數(shù)，最后棧頂指針指向最開始存的地址，也就是主函數(shù)中的下一條指令蔑舞，程序由該點繼續(xù)執(zhí)行拒担。

（2）堆：一般是在堆的頭部用一個字節(jié)存放堆的大小。堆中的具體內(nèi)容有程序員安排攻询。

6.存取效率的比較

（1）堆：char *s1=”hellow tigerjibo”;hellow tigerjibo是在編譯是就確定的从撼。

（2）棧：char s1[]=”hellow tigerjibo”;hellow tigerjibo是在運行時賦值的；

用數(shù)組比用指針速度更快一些钧栖，指針在底層匯編中需要用edx寄存器中轉一下低零，而數(shù)組在棧上讀取。

棧在讀取時直接就把字符串中的元素讀到寄存器cl中拯杠，而堆則要先把指針值讀到edx中掏婶，在根據(jù)edx讀取字符，顯然慢了阴挣。

補充：

? ? ? ?棧是機器系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)結構气堕，計算機會在底層對棧提供支持：分配專門的寄存器存放棧的地址纺腊，壓棧出棧都有專門的指令執(zhí)行畔咧，這就決定了棧的效率比較高。

? ? ? ?堆則是C/C++函數(shù)庫提供的揖膜，它的機制是很復雜的誓沸，例如為了分配一塊內(nèi)存，庫函數(shù)會按照一定的算法（具體的算法可以參考數(shù)據(jù)結構/操作系統(tǒng)）在堆內(nèi)存中搜索可用的足夠大小的空間壹粟，如果沒有足夠大小的空間（可能是由于內(nèi)存碎片太多）拜隧，就有可能調(diào)用系統(tǒng)功能去增加程序數(shù)據(jù)段的內(nèi)存空間，這樣就有機會分到足夠大小的內(nèi)存趁仙，然后進行返回洪添。顯然，堆的效率比棧要低得多雀费。

7.分配方式：

（1）堆都是動態(tài)分配的干奢，沒有靜態(tài)分配的堆。

（2）棧有兩種分配方式：靜態(tài)分配和動態(tài)分配盏袄。靜態(tài)分配是編譯器完成的忿峻，比如局部變量的分配。動態(tài)分配由alloca函數(shù)進行分配辕羽，但是棧的動態(tài)分配和堆是不同的逛尚。它的動態(tài)分配是由編譯器進行釋放，無需手工實現(xiàn)刁愿。

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堆和棧的區(qū)別可以用如下的比喻來看出：

使用棧就象我們?nèi)ワ堭^里吃飯绰寞，只管點菜（發(fā)出申請）、付錢、和吃（使用）滤钱，吃飽了就走蕾管，不必理會切菜、洗菜等準備工作和洗碗菩暗、刷鍋等掃尾工作掰曾，他的好處是快捷，但是自由度小停团。

使用堆就象是自己動手做喜歡吃的菜肴旷坦，比較麻煩，但是比較符合自己的口味佑稠，而且自由度大秒梅。

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堆和棧的區(qū)別主要分：?

操作系統(tǒng)方面的堆和棧，如上面說的那些舌胶，不多說了捆蜀。?

還有就是數(shù)據(jù)結構方面的堆和棧，這些都是不同的概念幔嫂。這里的堆實際上指的就是（滿足堆性質的）優(yōu)先隊列的一種數(shù)據(jù)結構辆它，第1個元素有最高的優(yōu)先權；棧實際上就是滿足先進后出的性質的數(shù)學或數(shù)據(jù)結構履恩。雖然堆棧锰茉，堆棧的說法是連起來叫，但是他們還是有很大區(qū)別的切心，連著叫只是由于歷史的原因飒筑。

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