内存分配和管理

 

内存分配方式：

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。用new/malloc时开辟，delete/free时释放。生存期由用户指定，灵活。但有内存泄露等问题。

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、字符串常量区 ：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。

//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。
}

 

堆和栈区别：

1.申请方式：

栈：由系统自动分配，地址不由自己控制(包办婚姻)。

堆：需要程序员自己申请，并指明大小，在C++中new函数。

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。

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。

4.申请效率：

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。但是速度快，也最灵活

5.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.

6.存取效率：

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。

 

变量与内存：

共性：内存是在什么时候分配的？初始化或第一次使用的时候。

1.局部变量：编译器按照内存地址递减的方式来给变量分配内存。

2.全局(静态)变量：在静态区分配内存，赋初值的和末赋的不在一起。

3.堆变量：new的时候分配内存，delete的时候释放，栈里面对应的变量存放的是堆的首地址。

 

常见内存错误及对策：内存分配(p!=NULL)---初始化(赋初值)---释放内存

1． 内存分配未成功，却被使用。

对策：使用内存之前检查是否分配成功。用p!=NULL判断。

2． 内存分配成功，未初始化就被使用。

内存的缺省值没有统一的标准。大部分编译器以0作为初始值，但不完全是。

对策：内存初始化时赋初值。

3． 内存操作越界。

对策：只能是小心了。

4． 释放了内存，仍然使用。

（1） 使用显示delete和free的野指针。

对策：释放完内存，将指针置为NULL。

（2） 使用隐式delete和free的野指针。主要是指函数返回指向栈内存的指针或引用。

对策：当然是不要返回就可以了。

5． 未释放内存，导致内存泄露。

用new/malloc开辟了内存，没用delete/free释放.

对策：new和delete的个数一定相同；malloc和free的个数一定相同；new[]和[]delete一定对应。