姓名:王重月 学号:21021211019 学院:电子工程学院
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【嵌牛导读】程序的内存分配、堆与栈的区别、数组与指针
【嵌牛鼻子】程序内存分配、堆与栈、数组与指针
【嵌牛提问】堆与栈的区别?数组与指针的区别?
【嵌牛正文】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
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
堆与栈的区别
(1)管理方式:堆中资源由程序员控制(通过malloc/free、new/delete,容易产生memory leak),栈资源由编译器自动管理。
(2)系统响应:对于堆,系统有一个记录空闲内存地址的链表,当系统收到程序申请时,遍历该链表,寻找第一个大于所申请空间的空间的堆结点,删除空闲结点链表中的该结点,并将该结点空间分配给程序(大多数系统会在这块内存空间首地址记录本次分配的大小,这样delete才能正确释放本内存空间,另外,系统会将多余的部分重新放入空闲链表中)。对于栈,只要栈的剩余空间大于所申请空间,系统就会为程序分配内存,否则报异常出现栈空间溢出错误。
(3)空间大小:堆是不连续的内存区域(因为系统是用链表来存储空闲内存地址的,自然不是连续),堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存(32位机器上理论上是4G大小),所以堆的空间比较灵活,比较大。栈是一块连续的内存区域,大小是操作系统预定好的,windows下栈大小是2M(也有是1M,在编译时确定,VC中可设置)。
(4)碎片问题:对于堆,频繁的new/delete会造成大量内存碎片,降低程序效率。对于栈,它是一个先进后出(first-in-last-out)的结构,进出一一对应,不会产生碎片。
(5)生长方向:堆向上,向高地址方向增长;栈向下,向低地址方向增长。
(6)分配方式:堆是动态分配(没有静态分配的堆)。栈有静态分配和动态分配,静态分配由编译器完成(如函数局部变量),动态分配由alloca函数分配,但栈的动态分配资源由编译器自动释放,无需程序员实现。
(7)分配效率:堆由C/C++函数库提供,机制很复杂,因此堆的效率比栈低很多。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地址,提供栈操作专门的指令。
简述数组与指针的区别?
数组要么在静态存储区被创建(如全局数组),要么在栈上被创建。指针可以随时指向任意类型的内存块。
(1)修改内容上的差别
2) 用运算符sizeof 可以计算出数组的容量(字节数)。sizeof§ 为指针得到的是一个 指针变量的字节数,而不是p所指的内存容量。C++/C 语言没有办法知道指针所指的内存容量,除非在申请内存时记住它。注意当数组作为函数的参数进行传递时,该数组自动退化为同类型的指针。
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