C++五種記憶體分割槽#

1. 棧（stack）：是由編譯器在需要時自動分配，不需要時自動清除的變數儲存區，通常存放區域性變數、函式引數等。
2. 堆（heap）：是由new分配的記憶體塊，由程式設計師釋放（編譯器不管），一般一個new與一個delete對應，一個new[]與一個delete[]對應，如果程式設計師沒有釋放掉，資源將由作業系統在程式結束後自動回收
3. 自由儲存區：是由malloc等分配的記憶體塊，和堆十分相似，用free來釋放
4. 全域性/靜態儲存區：全域性變數和靜態變數被分配到同一塊記憶體中
5. 常量儲存區：這是一塊特殊儲存區，裡邊存放常量，不允許修改

（堆和自由儲存區其實不過是同一塊區域，new底層實現程式碼中呼叫了malloc，new可以看成是malloc智慧化的高階版本）

堆與棧#

管理方式：#

堆中資源由程式設計師控制（容易產生memory leak）；棧資源由編譯器自動管理，無需手工控制

系統響應：#

對於堆，應知道系統有一個記錄空閒記憶體地址的連結串列，當系統收到程式申請時，遍歷該連結串列，尋找第一個空間大於申請空間的堆結點，刪除空閒結點連結串列中的該結點，並將該結點空間分配給程式（大多數系統會在這塊記憶體空間首地址記錄本次分配的大小，這樣delete才能正確釋放本記憶體空間，另外系統會將多餘的部分重新放入空閒連結串列中）

對於棧，只要棧的剩餘空間大於所申請空間，系統為程式提供記憶體，否則報異常提示棧出

空間大小#

堆是不連續的記憶體區域（因為系統是用連結串列來儲存空閒記憶體地址，自然不是連續的），堆大小受限於計算機系統中有效的虛擬記憶體（32bit 系統理論上是4G），所以堆的空間比較靈活，比較大

棧是一塊連續的記憶體區域，大小是作業系統預定好的，windows下棧大小是2M（也有是1M，在編譯時確定）

碎片問題#

對於堆，頻繁的new/delete會造成大量碎片，使程式效率降低

對於棧，它是一個先進後出的佇列，進出一一對應，不會產生碎片

生長方向#

堆向上，向高地址方向增長

棧向下，向低地址方向增長。

分配方式#

堆都是動態分配（沒有靜態分配的堆）

棧有靜態分配和動態分配，靜態分配由編譯器完成（如區域性變數分配），動態分配由alloca函式分配，但棧的動態分配的資源由編譯器進行釋放，無需程式設計師實現

分配效率#

堆由C/C++函式庫提供，機制很複雜，所以堆的效率比棧低很多

棧是其系統提供的資料結構，計算機在底層對棧提供支援，分配專門暫存器存放棧地址，棧操作有專門指令

示例程式#

int a = 0;   //全域性初始化區
char* p1;    //全域性未初始化區
int main() {
	int b;				//棧
	char s[] = "abc";	//棧
	char* p2;			//棧
	char* p3 = "123456";	//123456/0在常量區，p3在棧上
	static int c = 0;		//全域性（靜態）初始化區
	p1 = (char*)malloc(10)
	p2 = (char*)malloc(20)	//分配得來得10和20位元組的區域就在堆區
	strcpy(p1, "123456");	//123456/0放在常量區，編譯器可能會將它與p3所指向的"123456"優化成一個地方
}

棧空間和堆空間

一個由C/C++編譯的程式佔用的記憶體分為以下幾個部分：

1、棧區（stack）：又編譯器自動分配釋放，存放函式的引數值，區域性變數的值等，其操作方式類似於資料結構的棧。

2、堆區（heap）：一般是由程式設計師分配釋放，若程式設計師不釋放的話，程式結束時可能由OS回收，值得注意的是他與資料結構的堆是兩回事，分配方式倒是類似於資料結構的連結串列。

3、全域性區（static）：也叫靜態資料記憶體空間，儲存全域性變數和靜態變數，全域性變數和靜態變數的儲存是放一塊的，初始化的全域性變數和靜態變數放一塊區域，沒有初始化的在相鄰的另一塊區域，程式結束後由系統釋放。

4、文字常量區：常量字串就是放在這裡，程式結束後由系統釋放。

5、程式程式碼區：存放函式體的二進位制程式碼。

堆和棧的區別：

1、由以上綜述就可以得知，他們程式的記憶體分配方式不同。

2、申請和響應不同：

（1）申請方式：

stack由系統自動分配，系統收回；heap需要程式設計師自己申請，C中用函式malloc分配空間，用free釋放，C++用new分配，用delete釋放。

（2）申請後系統的響應：

棧：只要棧的剩餘空間大於所申請的空間，體統將為程式提供記憶體，否則將報異常提示棧溢位。

堆：首先應該知道作業系統有一個記錄記憶體地址的連結串列，當系統收到程式的申請時，會遍歷該連結串列，尋找第一個空間大於所申請的空間的堆結點，然後將該結點從空閒結點連結串列中刪除，並將該結點的空間分配給程式。另外，對於大多數系統，會在這塊記憶體空間中的首地址處記錄本次分配的大小，這樣程式碼中的delete或free語句就能夠正確的釋放本記憶體空間。另外，由於找到的堆結點的大小不一定正好等於申請的大小，系統會將多餘的那部分重新放入空閒連結串列中。

3、申請的大小限制不同：

棧：在windows下，棧是向低地址擴充套件的資料結構，是一塊連續的記憶體區域，棧頂的地址和棧的最大容量是系統預先規定好的，能從棧獲得的空間較小。

堆：堆是向高地址擴充套件的資料結構，是不連續的記憶體區域，這是由於系統是由連結串列在儲存空閒記憶體地址，自然堆就是不連續的記憶體區域，且連結串列的遍歷也是從低地址向高地址遍歷的，堆得大小受限於計算機系統的有效虛擬記憶體空間，由此空間，堆獲得的空間比較靈活，也比較大。

4、申請的效率不同：

棧：棧由系統自動分配，速度快，但是程式設計師無法控制。

堆：堆是有程式設計師自己分配，速度較慢，容易產生碎片，不過用起來方便。

5、堆和棧的儲存內容不同：

棧：在函式呼叫時，第一個進棧的是主函式中函式呼叫後的下一條指令的地址，然後是函式的各個引數，在大多數的C編譯器中，引數是從右往左入棧的，當本次函式呼叫結束後，區域性變數先出棧，然後是引數，最後棧頂指標指向最開始存的地址，也就是主函式中的下一條指令。

堆：一般是在堆得頭部用一個位元組存放堆得大小，具體內容由程式設計師安排