局部变量,局部静态变量,全局变量,全局静态变量区别

c++内存到底分几个区?
一:

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。

二:

1、栈,就是那些由编译器在需要的时候分配,在不需要的时候自动清楚的变量的存储区。里面的变量通常是局部变量、函数参数等。

2、堆,就是那些由new分配的内存块,他们的释放编译器不去管,由我们的应用程序去控制,一般一个new就要对应一个delete。如果程序员没有释放掉,那么在程序结束后,操作系统会自动回收。

3、自由存储区,就是那些由malloc等分配的内存块,他和堆是十分相似的,不过它是用free来结束自己的生命的。

4、全局/静态存储区,全局变量和静态变量被分配到同一块内存中,在以前的c语言中,全局变量又分为初始化的和未初始化的,在c++里面没有这个区分了,他们共同占用同一块内存区。

5、常量存储区,这是一块比较特殊的存储区,他们里面存放的是常量,不允许修改。

三:

1bss是英文block started by symbol的简称,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,在程序载入时由内核清0bss段属于静态内存分配。它的初始值也是由用户自己定义的连接定位文件所确定,用户应该将它定义在可读写的ram区内,源程序中使用malloc分配的内存就是这一块,它不是根据data大小确定,主要由程序中同时分配内存最大值所确定,不过如果超出了范围,也就是分配失败,可以等空间释放之后再分配。

2text段是程序代码段,在at91库中是表示程序段的大小,它是由编译器在编译连接时自动计算的,当你在链接定位文件中将该符号放置在代码段后,那么该符号表示的值就是代码段大小,编译连接时,该符号所代表的值会自动代入到源程序中。

3data包含静态初始化的数据,所以有初值的全局变量和static变量在data区。段的起始位置也是由连接定位文件所确定,大小在编译连接时自动分配,它和你的程序大小没有关系,但和程序使用到的全局变量,常量数量相关。

4stack保存函数的局部变量和参数。是一种后进先出last in first outlifo)的数据结构,这意味着最后放到栈上的数据,将会是第一个从栈上移走的数据。对于哪些暂时存贮的信息,和不需要长时间保存的信息来说,lifo这种数据结构非常理想。在调用函数或过程后,系统通常会清除栈上保存的局部变量、函数调用信息及其它的信息。栈另外一个重要的特征是,它的地址空间向下减少,即当栈上保存的数据越多,栈的地址就越低。栈(stack)的顶部在可读写的ram区的最后。

5heap保存函数内部动态分配内存,是另外一种用来保存程序信息的数据结构,更准确的说是保存程序的动态变量。堆是先进先出first in first outfifo)数据结构。它只允许在堆的一端插入数据,在另一端移走数据。堆的地址空间向上增加,即当堆上保存的数据越多,堆的地址就越高。

总结(不确定!!!)

研究这个意义不大,不同编译器,可能行为不同,如果是vc的话,基本上如下:

代码区,是编译器生成的一个exe区段,拥有可读和可执行属性,但是实际上如果不开dep数据执行保护,所有的区段都是可执行的。

所谓的栈区,低地址(小于exe基地址),拥有可读写属性,exe中没有对应的区段,系统加载dll时自动生成,由于内存地址使用方式从大往小减,所以数量有限,尽量不要定义过大的数组变量。 const的局部变量也是放在栈里的,而不是放在常量区。

所谓的堆区,就是mallocnew之类的内存所在区段,拥有可读写属性,exe中没有对应的区段,系统加载dll时自动生成,首先是利用栈区地址下面的区段,也是低地址,当用完了,会自动分配稍微高一点地址(大于exe基地址)。 mallocnew都在这里分配内存。

全局数据区,是编译器生成的一个exe区段,拥有可读写属性,初始和未初始化的全局和静态变量都放在这里。

常量区,是编译器生成的一个exe区段,只有可读属性,比如char s = " hello world" ,这时候" hello world" 就在常量区,由于没有可写属性,所以修改内容会出错,另外全局的const变量也放在常量区里,这和c++程序设计语言里对const变量存放位置是不符合的,因为存储器各有各的差异。




局部变量,局部静态变量,全局变量,全局静态变量分别:

局部变量:    栈区
局部静态变量:静态区
全局变量:    静态区的常量区
全局静态变量:静态区

在进行C/C++编程时,需要程序员对内存的了解比较精准。经常需要操作的内存可分为以下几个类别:
      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。
以下是一段实际说明的程序代码:

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;
char s[] = "abc";
char *p2;
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1020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。
}


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cmalloc函数
p1 = (char *)malloc(10);
C++中用new运算符
p2 = (char *)malloc(10);
但是注意p1p2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,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快内存,虽然用起来最不方便。但是速度, 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。堆中的具体内容有程序员安排。
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;
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edx中,在根据edx读取字符,显然慢了。


评论