【转载】c++中堆、栈内存分配

一、内存划分

1、栈区（stack）— 由编译器自动分配释放 ，存放函数参数值，局部变量值等。其
操作方式类似于数据结构中栈。
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存储是放在一块，初始化
全局变量和静态变量在一块区域， 未初始化全局变量和未初始化静态变量在相邻另
一块区域。 - 程序结束后由系统释放。-->分别是data区，bbs区 
4、文字常量区 —常量字符串就是放在这里。 程序结束后由系统释放-->coment区
5、程序代码区—存放函数体二进制代码。-->code区

二、例子程序
这是一个前辈写，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"123456"优化成一个地方。
}
二、堆和栈理论知识
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 = (char *)malloc(10);

但是注意p1、p2本身是在栈中。

 

2.2申请后系统响应
栈：只要栈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链表，当系统收到程序申请时，会遍历该链表，寻找第一个空间大于所申请空间堆结点，然后将该结点从空闲结点链表中删除，并将该结点空间分配给程序，另外，对于大多数系统，会在这块内存空间中首地址处记录本次分配大小，这样，代码中delete语句才能正确释放本内存空间。另外，由于找到堆结点大小不一定正好等于申请大小，系统会自动将多余那部分重新放入空闲链表中。

 

2.3申请大小限制

栈：在windows下,栈是向低地址扩展数据结构，是一块连续内存区域。这句话意思是栈顶地址和栈最大容量是系统预先规定好，在windows下，栈大小是2m（也有说是1m，总之是一个编译时就确定常数），如果申请空间超过栈剩余空间时，将提示overflow。因此，能从栈获得空间较小。

堆：堆是向高地址扩展数据结构，是不连续内存区域。这是由于系统是用链表来存储空闲内存地址，自然是不连续，而链表遍历方向是由低地址向高地址。堆大小受限于计算机系统中有效虚拟内存。由此可见，堆获得空间比较灵活，也比较大。

 

2.4申请效率比较：
栈由系统自动分配，速度较快。但程序员是无法控制。
堆是由new分配内存，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地址空间中保留一快内存，虽然用起来最不方便。但是速度快，也最灵活。

 

2.5堆和栈中存储内容
栈： 在函数调用时，第一个进栈是主函数中后下一条指令（函数调用语句下一条可执行语句）地址，然后是函数各个参数，在大多数c编译器中，参数是由右往左入栈，然后是函数中局部变量。注意静态变量是不入栈。
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地址，也就是主函数中下一条指令，程序由该点继续运行。

堆：一般是在堆头部用一个字节存放堆大小。堆中具体内容有程序员安排。

 

2.6存取效率比较
char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa";
char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb";
aaaaaaaaaaa是在运行时刻赋值；
而bbbbbbbbbbb是在编译时就确定；
但是，在以后存取中，在栈上数组比指针所指向字符串(例如堆)快。
比如：
＃i nclude
void main()
{
char a = 1;
char c[] = "1234567890";
char *p ="1234567890";
a = c[1];
a = p[1];
return;
}
对应汇编代码
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元素读到寄存器cl中，而第二种则要先把指针值读到edx中，在根据edx读取字符，显然慢了。

2.7小结：
堆和栈区别可以用如下比喻来看出：
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，他好处是快捷，但*度小。
使用堆就象是自己动手做喜欢吃菜肴，比较麻烦，但是比较符合自己口味，而且*度大。

原文链接：

c++中堆、栈内存分配 - h2内存数据库 - 博客园
http://www.cnblogs.com/h2-database/archive/2012/06/28/2572497.html