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由动态分配和静态分配的数据在内存组成区别

简介: 在c中使用molloc,free动态分配释放内存,而在c++中可以使用new  delete运算符。比如在c中定义数组我们可以有两大种方式:1,静态分配内存:如:  int   a[10];2,使用new动态定义:如:  int  *p  =  new  int[10];那么这两种方法有什么区别呢??其实,使用new,delete等叫做“动态分配内存”,我们一般定义的int  a[10]数组存在函数的整个生命期,也就是说,在一个函数中定义了a[10]数组,那么从定义时起直到这个函数执行完成a[10]数组都会存在,他是静态的,不能由程序员自动的分配释放。


在c中使用molloc,free动态分配释放内存,而在c++中可以使用new  delete运算符。比如在c中定义数组我们可以有两大种方式:
1,静态分配内存:如:  int   a[10];
2,使用new动态定义:如:  int  *p  =  new  int[10];
那么这两种方法有什么区别呢??
其实,使用new,delete等叫做“动态分配内存”,我们一般定义的int  a[10]数组存在函数的整个生命期,也就是说,在一个函数中定义了a[10]数组,那么从定义时起直到这个函数执行完成a[10]数组都会存在,他是静态的,不能由程序员自动的分配释放。而所谓的“动态分配内存”之所以是动态的就是因为我们可以在函数中任何时候定义分配并释放,这是动态分配与一般分配空间的一个很大的区别。另外,我们一般定义的a[10],如果是在函数内部定义的,没有经过static修饰的是存储的内存的栈空间的,在这个空间的数据是由编译器自动分配并释放的;而动态分配的数据空间是存放在堆中的,一般由程序设计员分配释放,系统是不会自动释放的,因此,使用了new动态分配了内存中的堆空间,则必须要使用delete释放掉,即使该函数已经执行完毕。
c/c++程序占用的内存分为以下几个部分
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;栈是先进后出的,我们可见将栈看成是一个寄存器,交换临时数据的内存区。
2,堆(heap)
一般由程序员使用malloc等函数分配释放,如果程序员不释放,程序运行结束的时候操作系统可能会回收也可能不。
3,全局区(static区)
全局变量和局部静态变量存储在这里,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为初始化的静态变量在相邻的一块区域(一般称为(BSS区)),程序结束后由系统释放。堆的大小并不固定,可动态的扩张或缩减。
4,文字常量区
常量字符串存储在这里。程序接受后由系统释放;
5,程序代码区
存放函数体的二进制代码;
堆和栈的理论知识
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
但是注意p1本身是在栈中的。
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。但是速度快,也最灵活
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。
6 存取效率的比较
char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa";
char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb";  //难道这个语句便是这个字符串是在堆中???????????????
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。
比如:
#include <stdio.h>;
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针值读到edx中,在根据edx读取字符,显然慢了。
说明:本文是特酷吧早期整理的资料,没有留下引用链接,如果侵权请告知特酷吧。

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