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導(dǎo)讀
正確的理解C/C++程序的內(nèi)存分區(qū),是合格程序猿的基本要求。
網(wǎng)絡(luò)上流形兩大版本內(nèi)存分區(qū),分別為:
1. 五大內(nèi)存分區(qū):堆、棧、全局/靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)、自由存儲(chǔ)區(qū)和常量存儲(chǔ)區(qū)。
2. 五大內(nèi)存分區(qū):堆、棧、全局/靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)、字符串常量區(qū)和代碼區(qū)。
且不論以上兩種分區(qū)孰是孰非,孰優(yōu)孰劣,我認(rèn)為具體的內(nèi)存分區(qū)和編譯器有很大關(guān)系,我想不同編譯器對(duì)內(nèi)存的劃分都不盡相同,但也大同小異。
綜合對(duì)比,查閱相關(guān)資料,提出自己對(duì)C/C++程序的內(nèi)存分區(qū)的認(rèn)識(shí)??蓜澐譃樗拇髢?nèi)存分區(qū):堆、棧、靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)和代碼區(qū)。
堆區(qū):
由程序猿手動(dòng)申請(qǐng),手動(dòng)釋放,若不手動(dòng)釋放,程序結(jié)束后由系統(tǒng)回收,生命周期是整個(gè)程序運(yùn)行期間。使用malloc或者new進(jìn)行堆的申請(qǐng),堆的總大小為機(jī)器的虛擬內(nèi)存的大小。
說(shuō)明:new操作符本質(zhì)上是使用了malloc進(jìn)行內(nèi)存的申請(qǐng),new和malloc的區(qū)別如下:
(1)malloc是C語(yǔ)言中的函數(shù),而new是C++中的操作符。
(2)malloc申請(qǐng)之后返回的類型是void*,而new返回的指針帶有類型。
(3)malloc只負(fù)責(zé)內(nèi)存的分配而不會(huì)調(diào)用類的構(gòu)造函數(shù),而new不僅會(huì)分配內(nèi)存,而且會(huì)自動(dòng)調(diào)用類的構(gòu)造函數(shù)。
棧區(qū):
由系統(tǒng)進(jìn)行內(nèi)存的管理。主要存放函數(shù)的參數(shù)以及局部變量。在函數(shù)完成執(zhí)行,系統(tǒng)自行釋放棧區(qū)內(nèi)存,不需要用戶管理。整個(gè)程序的棧區(qū)的大小可以在編譯器中由用戶自行設(shè)定,VS中默認(rèn)的棧區(qū)大小為1M,可通過(guò)VS手動(dòng)更改棧的大小。64bits的Linux默認(rèn)棧大小為10MB,可通過(guò)ulimit -s臨時(shí)修改。
靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū):
靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的變量在程序編譯階段已經(jīng)分配好內(nèi)存空間并初始化。這塊內(nèi)存在程序的整個(gè)運(yùn)行期間都存在,它主要存放靜態(tài)變量、全局變量和常量。
注意:
(1)這里不區(qū)分初始化和未初始化的數(shù)據(jù)區(qū),是因?yàn)殪o態(tài)存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的變量若不顯示初始化,則編譯器會(huì)自動(dòng)以默認(rèn)的方式進(jìn)行初始化,即靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)不存在未初始化的變量。
(2)靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的常量分為常變量和字符串常量,一經(jīng)初始化,不可修改。靜態(tài)存儲(chǔ)內(nèi)的常變量是全局變量,與局部常變量不同,區(qū)別在于局部常變量存放于棧,實(shí)際可間接通過(guò)指針或者引用進(jìn)行修改,而全局常變量存放于靜態(tài)常量區(qū)則不可以間接修改。
(3)字符串常量存儲(chǔ)在靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)的常量區(qū),字符串常量的名稱即為它本身,屬于常變量。
(4)數(shù)據(jù)區(qū)的具體劃分,有利于我們對(duì)于變量類型的理解。不同類型的變量存放的區(qū)域不同。后面將以實(shí)例代碼說(shuō)明這四種數(shù)據(jù)區(qū)中具體對(duì)應(yīng)的變量。
代碼區(qū):
存放程序體的二進(jìn)制代碼。比如我們寫(xiě)的函數(shù),都是在代碼區(qū)的。
示例代碼:
int a =0;//靜態(tài)全局變量區(qū)char*p1;
//編譯器默認(rèn)初始化為NULLvoidmain(){
int b;//棧
chars[] ="abc";//棧
char*p2 ="123456";//123456在字符串常量區(qū),p2在棧上
static int c =0; //c在靜態(tài)變量區(qū),0為文字常量,在代碼區(qū)
const int d=0;//棧
static const int d;//靜態(tài)常量區(qū)
p1 = (char*)malloc(10);//分配得來(lái)得10字節(jié)在堆區(qū)。
strcpy(p1,"123456");//123456放在字符串常量區(qū),編譯器可能會(huì)將它與p2所指向的"123456"優(yōu)化成一個(gè)地方
}
以上所有代碼,編譯成二進(jìn)制后存放于代碼區(qū),文字常量存放于代碼區(qū),是不可尋址的。
在理解C/C++內(nèi)存分區(qū)時(shí),常會(huì)碰到如下術(shù)語(yǔ):數(shù)據(jù)區(qū),堆,棧,靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū),靜態(tài)區(qū),常量區(qū),常變量區(qū),全局區(qū),字符串常量區(qū),靜態(tài)常量區(qū),靜態(tài)變量區(qū),文字常量區(qū),代碼區(qū)等等,初學(xué)者被搞得云里霧里。在這里,嘗試捋清楚以上分區(qū)的關(guān)系。
數(shù)據(jù)區(qū)包括:堆,棧,靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)。
靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)包括:常量區(qū)(靜態(tài)常量區(qū)),全局區(qū)(全局變量區(qū))和靜態(tài)變量區(qū)(靜態(tài)區(qū))。
常量區(qū)包括:字符串常量區(qū)和常變量區(qū)。
代碼區(qū):存放程序編譯后的二進(jìn)制代碼,不可尋址區(qū)。
可以說(shuō),C/C++內(nèi)存分區(qū)其實(shí)只有兩個(gè),即代碼區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)。