明晰C內(nèi)存分配的五種方法的區(qū)別
在C 中,內(nèi)存分成5個區(qū),他們分別是堆、棧、自由存儲區(qū)、全局/靜態(tài)存儲區(qū)和常量存儲區(qū)。棧,就是那些由編譯器在需要的時候分配,在不需要的時候自動清楚的變量的存儲區(qū)。里面的變量通常是局部變量、函數(shù)參數(shù)等。
堆,就是那些由new分配的內(nèi)存塊,他們的釋放編譯器不去管,由我們的應(yīng)用程序去控制,一般一個new就要對應(yīng)一個delete。如果程序員沒有釋放掉,那么在程序結(jié)束后,操作系統(tǒng)會自動回收。
自由存儲區(qū),就是那些由malloc等分配的內(nèi)存塊,他和堆是十分相似的,不過它是用free來結(jié)束自己的生命的。
全局/靜態(tài)存儲區(qū),全局變量和靜態(tài)變量被分配到同一塊內(nèi)存中,在以前的C語言中,全局變量又分為初始化的和未初始化的,在C 里面沒有這個區(qū)分了,他們共同占用同一塊內(nèi)存區(qū)。
常量存儲區(qū),這是一塊比較特殊的存儲區(qū),他們里面存放的是常量,不允許修改(當(dāng)然,你要通過非正當(dāng)手段也可以修改,而且方法很多,在《const的思考》一文中,我給出了6種方法)
明確區(qū)分堆與棧
在bbs上,堆與棧的區(qū)分問題,似乎是一個永恒的話題,由此可見,初學(xué)者對此往往是混淆不清的,所以我決定拿他第一個開刀。
首先,我們舉一個例子:
void f() { int* p=new int[5]; }
這條短短的一句話就包含了堆與棧,看到new,我們首先就應(yīng)該想到,我們分配了一塊堆內(nèi)存,那么指針p呢?他分配的是一塊棧內(nèi)存,所以這句話的意思就是:在棧內(nèi)存中存放了一個指向一塊堆內(nèi)存的指針p。在程序會先確定在堆中分配內(nèi)存的大小,然后調(diào)用operator new分配內(nèi)存,然后返回這塊內(nèi)存的首地址,放入棧中,他在VC6下的匯編代碼如下:
00401028 push 14h
0040102A call operator new (00401060)
0040102F add esp,4
00401032 mov dword ptr [ebp-8],eax
00401035 mov eax,dword ptr [ebp-8]
00401038 mov dword ptr [ebp-4],eax
這里,我們?yōu)榱撕唵尾]有釋放內(nèi)存,那么該怎么去釋放呢?是delete p么?澳,錯了,應(yīng)該是delete []p,這是為了告訴編譯器:我刪除的是一個數(shù)組,VC6就會根據(jù)相應(yīng)的Cookie信息去進(jìn)行釋放內(nèi)存的工作。
好了,我們回到我們的主題:堆和棧究竟有什么區(qū)別?
主要的區(qū)別由以下幾點:
1、管理方式不同;
2、空間大小不同;
3、能否產(chǎn)生碎片不同;
4、生長方向不同;
5、分配方式不同;
6、分配效率不同;
管理方式:對于棧來講,是由編譯器自動管理,無需我們手工控制;對于堆來說,釋放工作由程序員控制,容易產(chǎn)生memory leak。
空間大?。阂话銇碇v在32位系統(tǒng)下,堆內(nèi)存可以達(dá)到4G的空間,從這個角度來看堆內(nèi)存幾乎是沒有什么限制的。但是對于棧來講,一般都是有一定的空間大小的,例如,在VC6下面,默認(rèn)的??臻g大小是1M(好像是,記不清楚了)。當(dāng)然,我們可以修改:
打開工程,依次操作菜單如下:Project->Setting->Link,在Category 中選中Output,然后在Reserve中設(shè)定堆棧的最大值和commit。
注意:reserve最小值為4Byte;commit是保留在虛擬內(nèi)存的頁文件里面,它設(shè)置的較大會使棧開辟較大的值,可能增加內(nèi)存的開銷和啟動時間。
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