C语言内存讲解.doc

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1、此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除c语言中的堆和栈的区别堆和栈的区别　　1.申请方式　　(1)栈（satck）:由系统自动分配。例如，声明在函数中一个局部变量intb;系统自动在栈中为b开辟空间。　　(2)堆（heap）:需程序员自己申请（调用malloc,realloc,calloc）,并指明大小，并由程序员进行释放。容易产生memoryleak.　　eg:char p;　　p=(char*)malloc(sizeof(char));　　但是，p本身是在栈中。　　2.申请大小的限制　　（1）栈：在windows下栈是向底地址扩展的数据结构，

2、是一块连续的内存区域(它的生长方向与内存的生长方向相反)。栈的大小是固定的。如果申请的空间超过栈的剩余空间时，将提示overflow。　　（2）堆：堆是高地址扩展的数据结构（它的生长方向与内存的生长方向相同），是不连续的内存区域。这是由于系统使用链表来存储空闲内存地址的，自然是不连续的，而链表的遍历方向是由底地址向高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。　　3.系统响应：　　（1）栈：只要栈的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。　　（2）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，但系统收到程序的申请

3、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free语句才能正确的释放本内存空间。另外，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。　　说明：对于堆来讲，对于堆来讲，频繁的new/delete势必会造成内存空间的不连续，从而造成大量的碎片，使程序效率降低。对于栈来讲，则不会存在这个问题，　　4.申请效率　　（1）栈由系统自动分配，速度快。但程序员是无法控

4、制的　　（2）堆是由malloc分配的内存，一般速度比较慢，而且容易产生碎片，不过用起来最方便。　　5.堆和栈中的存储内容　　（1）栈：在函数调用时，第一个进栈的主函数中后的下一条语句的地址，然后是函数的各个参数，参数是从右往左入栈的，然后是函数中的局部变量。注：静态变量是不入栈的。此文档仅供学习与交流此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除　　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，程序由该点继续执行。　　（2）堆：一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。　　6.存取效率　　（

5、1）堆：char*s1=”hellowtigerjibo”;是在编译是就确定的　　（2）栈：chars1[]=”hellowtigerjibo”;是在运行时赋值的；用数组比用指针速度更快一些，指针在底层汇编中需要用edx寄存器中转一下，而数组在栈上读取。　　补充：　　栈是机器系统提供的数据结构，计算机会在底层对栈提供支持：分配专门的寄存器存放栈的地址，压栈出栈都有专门的指令执行，这就决定了栈的效率比较高。堆则是C/C++函数库提供的，它的机制是很复杂的，例如为了分配一块内存，库函数会按照一定的算法（具体的算法可以参考数据结构/操作系统）在堆内存中搜索

6、可用的足够大小的空间，如果没有足够大小的空间（可能是由于内存碎片太多），就有可能调用系统功能去增加程序数据段的内存空间，这样就有机会分到足够大小的内存，然后进行返回。显然，堆的效率比栈要低得多。　　7.分配方式：　　（1）堆都是动态分配的，没有静态分配的堆。　　（2）栈有两种分配方式：静态分配和动态分配。静态分配是编译器完成的，比如局部变量的分配。动态分配由alloca函数进行分配，但是栈的动态分配和堆是不同的。它的动态分配是由编译器进行释放，无需手工实现。C语言 malloc 工作机制void*malloc(size_tstSize);　　该函数在

7、内存的动态存储区中分配stSize连续空间，返回值是一个指向所分配的连续存储域的起始地址的指针。　　voidfree(void*firstbyte);　　如果给定一个由先前的malloc返回的指针，那么该函数会将分配的空间归还给进程的“空闲空间”。　　malloc工作机制:　　malloc函数的实质体现在，它有一个将可用的内存块连接为一个长长的列表的所谓空闲链表。调用malloc函数时，它沿连接表寻找一个大到足以满足用户请求所需要的内存块。然后，将该内存块一分为二（一块的大小与用户请求的大小相等，另一块的大小就是剩下的字节）。接下来，将分配给用户的那

8、块内存传给用户，并将剩下的那块（如果有的话）返回到连接表上。调用free函数时，它将用户释放的内存块连接到空