内存分配 堆栈

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c++内存分配机制

c++内存分配机制

C++的内存分配机制可以分为四个区域:堆区、栈区、全局/静态存储区和常量存储区。

1. 堆区:动态内存分配区,程序在运行时可以向该区域申请一定大小的内存,用malloc或new来申请,用free或delete来释放。

2. 栈区:存放函数的参数值和局部变量,由编译器自动分配和释放,其操作方式类似于数据结构中的栈。

3. 全局/静态存储区:全局变量和静态变量被存放在此区域中,包括初始化的全局变量和静态变量(空白初始化的全局变量和静态变量也会被存放在此区域),全局变量和静态变量在程序整个运行期间一直被保留。

4. 常量存储区:常量被存放在此区域中,不允许修改。

C++内存分配机制遵循二八定律,即80%的内存空间被80%的程序所使用,而剩下的20%的内存空间则被浪费。

因此,在编写C++程序时,应该尽可能地利用好内存空间,避免内存空间的浪费。

堆栈的工作原理

堆栈的工作原理

堆栈的工作原理
堆栈是一种数据结构,它遵循“先进后出”(LIFO)的原则。

它通常用于存储和管理函数调用、中断处理、内存分配等操作。

堆栈的工作原理如下:
1. 初始化堆栈:在使用堆栈之前,需要先分配一块固定大小的内存空间来存储堆栈中的元素。

这个空间可以是数组、链表或是其他数据结构。

2. 压栈(Push)操作:当有新的元素要加入堆栈时,它将被放置在堆栈的顶部。

这个过程被称为“压栈”,也就是将元素插入到堆栈的顶部。

3. 弹栈(Pop)操作:当需要访问堆栈中的元素时,可以从堆
栈的顶部开始弹出元素。

每次弹出的元素都是最新加入堆栈的那个元素,所以堆栈遵循了“先进后出”的原则。

4. 栈顶指针:堆栈通常使用一个指针来跟踪堆栈顶部的位置。

压栈操作会将栈顶指针向上移动,而弹栈操作会将栈顶指针向下移动。

5. 栈溢出:如果堆栈已满时还尝试进行压栈操作,就会发生栈溢出的错误。

栈溢出意味着堆栈已经超出了它的容量限制。

6. 栈空:如果堆栈中没有元素时,就称为栈空。

这时进行弹栈操作会导致错误,因为没有可弹出的元素。

堆栈的工作原理简单明了,它提供了一个高效的方式来存储和访问数据。

通过遵循“先进后出”的原则,堆栈可以灵活地支持各种场景下的数据管理需求。

c语言的内存结构

c语言的内存结构

c语言的内存结构C语言是一种高级编程语言,但实际上在计算机中运行时,C语言程序会被编译成可执行文件,然后在计算机内存中运行。

因此,了解C 语言的内存结构对于理解C程序的运行及性能优化至关重要。

C语言的内存结构主要可以分为以下几个部分:栈(Stack)、堆(Heap)、全局内存(Global Memory)和代码区(Code Segment)。

首先是栈(Stack),栈是一种自动分配和释放内存的数据结构。

它用于存储局部变量、函数参数和函数调用信息等。

栈的特点是后进先出(LIFO),也就是最后进入的数据最先被释放。

栈的大小在程序运行时是固定的,一般由编译器设置。

栈的操作速度较快,但内存空间有限。

其次是堆(Heap),堆是一种动态分配和释放内存的数据结构。

它用于存储动态分配的变量、数据结构和对象等。

堆的大小一般由操作系统管理,并且可以在运行时进行动态扩展。

堆的操作相对较慢,因为需要手动分配和释放内存,并且容易产生内存碎片。

全局内存(Global Memory)是用于存储全局变量和静态变量的区域。

全局变量在程序的生命周期内都存在,并且可以在多个函数之间共享。

静态变量作用于其所在的函数内,但是生命周期与全局变量相同。

全局内存由编译器进行分配和管理。

代码区(Code Segment)存储了程序的指令集合,它是只读的。

在程序运行时,代码区的指令会被一条一条地执行。

代码区的大小由编译器决定,并且在程序执行过程中不能修改。

此外,C语言还具有特殊的内存区域,如常量区和字符串常量区。

常量区用于存储常量数据,如字符串常量和全局常量等。

常量区的数据是只读的,且在程序的整个生命周期内存在。

字符串常量区是常量区的一个子区域,用于存储字符串常量。

在C语言中,内存分配和释放是程序员的责任。

通过使用malloc和free等函数,程序员可以在堆中动态地分配和释放内存,从而灵活地管理程序的内存使用。

不过,应当注意避免内存泄漏和野指针等问题,以免出现内存错误和性能问题。

c语言cpu分配内存的原则

c语言cpu分配内存的原则

c语言cpu分配内存的原则:
以下是一些关于C语言中内存分配的原则:
1.静态存储区:这部分内存是在程序编译时分配的,包括全局变量和静态变量。

这些
变量的生命周期是整个程序的执行期间。

2.栈内存:这部分内存是在程序执行期间动态分配的,主要用来存储函数调用的局部
变量和函数参数。

当函数执行结束时,这部分内存会自动释放。

3.堆内存:这是动态内存分配区域,通过malloc,calloc等函数分配。

当不再需要这部
分内存时,应使用free函数释放。

需要注意的是,如果不正确地使用这些函数(例如,试图释放同一块内存两次或者在释放内存后继续使用它),可能会导致程序崩溃或未定义的行为。

4.代码段:也称为文本段,这是用来存储程序的二进制代码的区域。

这部分内存通常
不可写,因为它是只读的,以防止程序意外地修改其指令。

5.运行时内存分配:C语言标准库提供了一些函数用于在运行时动态分配和释放内存,
如malloc()、calloc()、realloc()和free()。

这些函数允许程序员在运行时分配和释放内存,这在处理大量数据或需要根据程序运行情况动态调整数据结构大小时非常有用。

内存中堆栈的划分

内存中堆栈的划分

栈和堆的区别 (转) 终于知道区别了(2007-09-12 08:50:49)转载标签:IT/科技一个由 c/C++ 编译的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。

其操作方式类似于数据结构中的栈。

2 、堆区( heap )—一般由程序员分配释放,若程序员不释放,程序结束时可能由 OS 回收。

注意它与数据结构中的堆是两回事,分配方式倒是类似于链表,呵呵。

3 、全局区(静态区)( static )—全局变量和静态变量的存储是放在一块的,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未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。

程序结束后由有系统释放。

4 、文字常量区—常量字符串就是放在这里的。

程序结束后由系统释放。

5 、程序代码区—存放函数体的二进制代码。

例子程序:这是一个前辈写的,非常详细//main.cppint a = 0; //全局初始化区char *p1; //全局未初始化区main(){int b; 栈char s[] = "abc"; //栈char *p2; //栈char *p3 = "123456"; //123456在常量区,p3在栈上。

static int c =0; //全局(静态)初始化区p1 = (char *)malloc(10);p2 = (char *)malloc(20); //分配得来得10和20字节的区域就在堆区。

strcpy(p1, "123456"); //123456放在常量区,编译器可能会将它与p3所指向的"123456"优化成一个地方。

}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 。

C语言内存分配问题(整理)

C语言内存分配问题(整理)
程序代码区:用来存放程序的二进制代码。
我查了下资料,有说分四个,有说分五个加一个程序代码区,我没查到参考的专业书籍。所 以麻烦知道的告知一下,完善一下。
2、 内存分配方式 内存分配方式有三种:
1)从静态存储区域分配。内存在程序编译的时候就已经分配好,这块内存在程序的整 个运行期间都存在。例如全局变量,static 变量。
4、动态分配释放内存举例 用 malloc 动态分配内存后一定要判断一下分配是否成功,判断指针的值是否为 NULL。 内存分配成功后要对内存单元进行初始化。 内存分配成功且初始化后使用时别越界了。 内存使用完后要用 free(p)释放,注意,释放后,p 的值是不会变的,仍然是一个地址值, 仍然指向那块内存区,只是这块内存区的值变成垃圾了。为了防止后面继续使用这块内存, 应在 free(p)后,立即 p=NULL,这样后面如果要使用,判断 p 是否为 NULL 时就会判断出 来。
NO.2
char *GetMemory(void) {
char Байду номын сангаас[] = hello world; retrun p; } void Test(void) { char *str = NULL; str = GetMemory(); printf(str); }
问题同 NO.1
NO.3
void GetMemory(char **p, int num) {
free(str); if(str != NULL) {
strcpy(str,"world"); printf(str); } }
问题同 NO.1 我对以上问题的分析:
NO.1:程序首先申请一个 char 类型的指针 str,并把 str 指向 NULL(即 str 里存的是 NULL 的地址,*str 为 NULL 中的值为0),调用函数的过程中做了如下动作: 1、申请一个 char 类型的指针 p, 2、把 str 的内容 copy 到了 p 里(这是参数传递过程中系统所做的), 3、为 p 指针申请了 100 个空间, 4、返回 Test 函数.最后程序把字符串 hello world 拷贝到 str 指向的内存空间里.到这里错 误出现了! str 的空间始终为 NULL 而并没有实际的空间.深刻理解函数调用的第 2 步,将不难发现问 题所在!(注意:传递的参数和消除的参数) NO.2:程序首先申请一个 char 类型的指针 str,并把 str 指向 NULL.调用函数的过程中做了 如下动作: 1申请一数组 p[]并将其赋值为 hello world(数组的空间大小为 12), 2返回数组名 p 付给 str 指针(即返回了数组的首地址). 那么这样就可以打印出字符串"hello world"了么?当然是不能的! 因为在函数调用的时候漏掉了最后一步.也就是在第2步 return 数组名后,函数调用还要 进行一步操作,也就是释放内存空间.当一个函数被调用结束后它会释放掉它里面所有的变 量所占用的空间.所以数组空间被释放掉了,也就是说 str 所指向的内容将不确定是什么东 西. NO.3:正确答案为可以打印出 hello.但内存泄漏了! 需要用 free()函数进行释放。

Java中堆与栈的内存分配

Java中堆与栈的内存分配

度 串和对象实例 。 由大片的可利 用块或空闲块组成 , 中 堆 堆
的内存可 以按照 任意顺序 分配和释放 。而静态存 储分配要 求在 编译时 能知道 所有变量 的存 储要求 ,栈 式存储 分配要
求 在 过 程 的 入 口处 必 须 知道 所 有 的存 储 要 求 。
堆 内存用来 存放 由 nw 创建 的对象和 数组 , e 在堆 中分
是在函数的栈 内存 中分配 ,当在 一段代码 中定义 一个变 量
时 ,aa 就 在 栈 中 为 这 个 变 量 分 配 内存 空 间 , 当 超 过 变 量 Jv 的 作 用 域 后 ,aa 会 自 动 释 放 掉 为 该 变 量 分 配 的 内 存 空 Jv 间 , 内存 空 间 可 以 立 即 被 另 作 它 用 。 该
21 年 1 0 0 2月
电 脑 学 习
第6 期Jv aa中堆 与栈Fra bibliotek的 内存分 配
聂 芬‘ 王运生
摘 要 :堆与栈是Jv 用来在内存中存放数据的地方. aa 不能直接设置堆和栈。 aa自 由J v 动管理。 本文对堆内存与栈内存的分配
进 行 了阐 述 。
关键 词 :J a a ;堆内存 : v 栈内存 :分配 中 图分 类 号 :T 3 2 P 1 文献标识码 : A 文 章编 号 :0 2 2 2 2 1 0 — 13 0 10 — 4 2( 0 0) 6 0 2 - 2 He p a d S a k Al c to n M e o y o a a a n tc l a in i m r fJ v o
的一个名称 。引用变 量是普通 的变 量, 定义 时在栈 中分配 ,
引用 变 量 在 程 序 运 行 到 其 作 用 域 之 外 后 被 释 放 。而 数 组 和 对 象 本 身 在 堆 中 分 配 , 使 程 序 运 行 到 使 用 nw 产 生 数 组 即 e

堆内存、栈内存统计方法

堆内存、栈内存统计方法

堆内存、栈内存统计方法堆内存和栈内存是计算机内存管理的两个重要概念。

堆内存用于存储动态分配的数据和对象,而栈内存用于存储函数调用和局部变量。

堆内存的统计方法:1.内存分配堆内存的分配通常由程序员手动管理,比如使用C++中的new关键字或Java中的new操作符。

程序员可以根据需要分配一块特定大小的堆内存,然后使用指针或引用来操作该内存。

在分配堆内存时,需要注意内存泄漏的问题,即在不再使用堆内存时忘记释放内存。

内存泄漏可能导致系统性能下降并可能最终导致系统崩溃。

2.压力测试为了统计堆内存的使用情况,可以进行一些压力测试。

这些测试可以模拟实际使用情况,包括创建和释放大量对象或数据结构,并使用工具来监视内存使用情况。

比如,使用Java中的工具jconsole或VisualVM可以监视堆内存的使用情况。

这些工具可以显示内存的分配和释放速度,以及堆内存的使用率等信息。

3.垃圾回收对于使用垃圾回收机制的编程语言(如Java、C#等),堆内存的统计通常涉及对垃圾回收的监视和调整。

垃圾回收是一种自动化的内存管理机制,可以自动回收不再使用的对象并释放相关的堆内存。

通过监视垃圾回收的执行情况,可以了解堆内存的使用情况,并进行必要的调整。

栈内存的统计方法:1.函数调用和调用栈栈内存用于存储函数调用和局部变量。

每当函数被调用时,系统会自动将函数的参数和局部变量存储在栈内存中。

通过查看函数的调用栈,可以了解栈内存的使用情况。

调试工具可以显示函数的调用顺序和参数值,以及每个函数在栈上所占的空间。

2.异常和错误信息栈内存还用于存储异常和错误的信息。

当程序执行出错时,系统会将错误信息记录在栈上,并在栈不断弹出的过程中传递错误信息。

通过查看错误信息和调用栈,可以了解错误的源头和导致错误的函数调用。

3.越界检查和栈溢出栈内存的统计还涉及到越界检查和栈溢出的监视。

当函数或代码块尝试访问超出栈内存范围的数据时,会触发越界错误。

通过监视越界错误,可以了解代码中存在的错误并进行修复。

C语言中内存分布及程序运行中(BSS段、数据段、代码段、堆栈)

C语言中内存分布及程序运行中(BSS段、数据段、代码段、堆栈)

C语⾔中内存分布及程序运⾏中(BSS段、数据段、代码段、堆栈)BSS段:(bss segment)通常是指⽤来存放程序中未初始化的全局变量的⼀块内存区域。

BSS是英⽂Block Started by Symbol的简称。

BSS 段属于静态内存分配。

数据段:数据段(data segment)通常是指⽤来存放程序中已初始化的全局变量的⼀块内存区域。

数据段属于静态内存分配。

代码段:代码段(code segment/text segment)通常是指⽤来存放程序执⾏代码的⼀块内存区域。

这部分区域的⼤⼩在程序运⾏前就已经确定,并且内存区域通常属于只读 , 某些架构也允许代码段为可写,即允许修改程序。

在代码段中,也有可能包含⼀些只读的常数变量,例如字符串常量等。

程序段为程序代码在内存中的映射.⼀个程序可以在内存中多有个副本.堆(heap):堆是⽤于存放进程运⾏中被动态分配的内存段,它的⼤⼩并不固定,可动态扩张或缩减。

当进程调⽤malloc/free等函数分配内存时,新分配的内存就被动态添加到堆上(堆被扩张)/释放的内存从堆中被剔除(堆被缩减)栈(stack) :栈⼜称堆栈,存放程序的局部变量(但不包括static声明的变量, static 意味着在数据段中存放变量)。

除此以外,在函数被调⽤时,栈⽤来传递参数和返回值。

由于栈的先进先出特点,所以栈特别⽅便⽤来保存/恢复调⽤现场。

储动态内存分配,需要程序员⼿⼯分配,⼿⼯释放下图是APUE中的⼀个典型C内存空间分布图例如:#include <stdio.h>int g1=0, g2=0, g3=0;int max(int i){int m1=0,m2,m3=0,*p_max;static n1_max=0,n2_max,n3_max=0;p_max = (int*)malloc(10);printf("打印max程序地址\n");printf("in max: 0x%08x\n\n",max);printf("打印max传⼊参数地址\n");printf("in max: 0x%08x\n\n",&i);printf("打印max函数中静态变量地址\n");printf("0x%08x\n",&n1_max); //打印各本地变量的内存地址printf("0x%08x\n",&n2_max);printf("0x%08x\n\n",&n3_max);printf("打印max函数中局部变量地址\n");printf("0x%08x\n",&m1); //打印各本地变量的内存地址printf("0x%08x\n",&m2);printf("0x%08x\n\n",&m3);printf("打印max函数中malloc分配地址\n");printf("0x%08x\n\n",p_max); //打印各本地变量的内存地址if(i) return 1;else return 0;}int main(int argc, char **argv){static int s1=0, s2, s3=0;int v1=0, v2, v3=0;int *p;p = (int*)malloc(10);printf("打印各全局变量(已初始化)的内存地址\n");printf("0x%08x\n",&g1); //打印各全局变量的内存地址printf("0x%08x\n",&g2);printf("0x%08x\n\n",&g3);printf("======================\n");printf("打印程序初始程序main地址\n");printf("main: 0x%08x\n\n", main);printf("打印主参地址\n");printf("argv: 0x%08x\n\n",argv);printf("打印各静态变量的内存地址\n");printf("0x%08x\n",&s1); //打印各静态变量的内存地址printf("0x%08x\n",&s2);printf("0x%08x\n\n",&s3);printf("打印各局部变量的内存地址\n");printf("0x%08x\n",&v1); //打印各本地变量的内存地址printf("0x%08x\n",&v2);printf("0x%08x\n\n",&v3);printf("打印malloc分配的堆地址\n");printf("malloc: 0x%08x\n\n",p);printf("======================\n");max(v1);printf("======================\n");printf("打印⼦函数起始地址\n");printf("max: 0x%08x\n\n",max);return 0;}打印结果:可以⼤致查看整个程序在内存中的分配情况:可以看出,传⼊的参数,局部变量,都是在栈顶分布,随着⼦函数的增多⽽向下增长.函数的调⽤地址(函数运⾏代码),全局变量,静态变量都是在分配内存的低部存在,⽽malloc分配的堆则存在于这些内存之上,并向上⽣长.~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~在操作系统中,⼀个进程就是处于执⾏期的程序(当然包括系统资源),实际上正在执⾏的程序代码的活标本。

内存的堆栈分析

内存的堆栈分析

内存的堆栈分析
⼀般说到内存指的是计算机的随机存储器(RAM),程序都是在这⾥⾯运⾏。

计算机内存的⼤致划分如下:
1:内存地址由上倒下依次增加
2:内存由上倒下依次分为以下⼏块:
内核虚拟内存:⽤户代码不可见的内存,地址空间顶部的区域,是为内核保留的。

栈:维护虚拟地址的空间顶部是⽤户栈,编译器⽤它来实现函数调⽤。

每次调⽤⼀个函数时栈会增长(⽅法中涉及⼤量的⼏部变量),
从函数返回时栈会收缩。

存储运⾏时的局部变量及const局部变量。

栈是连续的lifo(后进先出)的存取⽅式,地址从上到下逐渐增加。

共享库:⼤约在地址空间的中间部分,是⼀块⽤来存放标准库和数学库这样的共享库代码和数据的区域。

如:printf函数等...
堆:运⾏时有malloc创建的运⾏时的堆。

存放程序员申请的内存空间,如 new Array()
堆是树状结构的⽆序的存储数据的⽅式。

程序代码和数据区:包括读/写数据和只读的代码和数据,对所有的进程来说,代码是从同⼀固定地址开始,
紧接着的是和C全局变量相对应的数据位置。

代码和数据区是直接按照可执⾏⽬标⽂件的 内容初始化的。

可读写区⽤于存储全局变量和静态变量的数据
只读区存储代码
可读写区⽤于存储⽤户的数据:地址连续存储。

c语言中内存分配的几种方式

c语言中内存分配的几种方式

c语言中内存分配的几种方式
在C语言中,内存的管理是非常重要的。

C语言提供了多种内存分配的方式,可以根据不同情况选择不同的方式进行内存分配。

以下是C语言中内存分配的几种方式。

1. 静态内存分配
静态内存分配是在程序编译时就确定了内存的大小和分配位置,这种方式不需要在程序运行时进行内存分配。

在C语言中,静态内存分配可以通过定义全局变量或静态变量来实现。

2. 栈内存分配
栈内存分配是指在函数内部定义的变量所分配的内存。

当函数被调用时,栈被分配一段内存用来存储函数的局部变量,当函数返回时,这段内存会被释放。

栈内存分配的好处是速度快,但是分配的内存大小受限于栈的大小。

3. 堆内存分配
堆内存分配是指程序在运行时通过malloc()函数或calloc()函数动态分配内存。

堆内存的好处是大小灵活,但是需要手动释放,否则容易出现内存泄漏的问题。

4. 内存映射文件
内存映射文件是指将一个文件映射到内存中,使得程序可以直接访问文件中的数据。

在C语言中,可以使用mmap()函数将文件映射到内存中。

总结
在C语言中,内存的管理是非常重要的。

根据不同的情况可以选择不同的内存分配方式,如静态内存分配、栈内存分配、堆内存分配和内存映射文件等。

合理的内存管理可以提高程序的性能和稳定性。

C语言内存管理堆栈和静态存储区

C语言内存管理堆栈和静态存储区

C语言内存管理堆栈和静态存储区C语言内存管理:堆、栈和静态存储区C语言作为一种高效而强大的编程语言,其内存管理是程序员必须掌握的重要内容之一。

本文将重点介绍C语言中的内存管理中的堆、栈以及静态存储区。

一、堆堆是C语言中用于动态内存分配的一块内存区域。

在程序运行时,可以通过函数malloc()和calloc()来申请堆空间,通过函数free()来释放堆空间。

堆的特点:1. 大小可变:堆中的内存空间大小可以在程序运行时进行动态调整。

2. 生命周期自由控制:通过malloc()或calloc()分配的堆空间,在不再使用后,需要程序员手动调用free()函数进行释放。

堆的使用场景:1. 动态数组:当程序无法预先知道数组大小时,可以使用堆来动态申请空间。

2. 链表:链表结构通常需要通过堆来进行动态内存分配。

二、栈栈是C语言中用于函数调用和局部变量存储的一块内存区域。

在函数调用过程中,栈会记录函数的调用顺序、调用参数以及局部变量等。

栈的特点:1. 后进先出:栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构,函数调用时会依次将函数入栈,并在函数返回时依次出栈。

2. 自动管理:栈内存的分配和释放是由编译器自动完成的,程序员无需手动管理。

栈的使用场景:1. 函数调用:栈用于管理函数的调用顺序以及函数内部的局部变量。

2. 递归:递归函数的调用过程涉及到栈的递归压栈和递归出栈。

三、静态存储区静态存储区是C语言中使用static关键字声明的变量所存储的内存区域。

在程序运行期间,静态变量在内存中的位置始终不变,且仅在程序结束时才会释放。

静态存储区的特点:1. 生命周期长:静态变量在程序运行期间都存在,不依赖于函数的调用和返回。

2. 全局可访问:静态变量可以在整个程序中被访问,不受函数作用域的限制。

静态存储区的使用场景:1. 全局变量:使用static关键字声明的全局变量存储在静态存储区中,可以在整个程序中被访问。

2. 共享数据:多个函数之间需要共享的数据可以使用静态变量来实现。

内存中的栈,堆和方法区的用法

内存中的栈,堆和方法区的用法

内存中的栈,堆和方法区的用法一、栈的用法1. 栈是一种线性数据结构,具有“先进后出”(FILO)的特点,通常用于保存方法的调用信息、局部变量等。

栈的大小是固定的,在程序运行时分配,在方法调用时创建,方法调用结束时销毁。

2. 在Java中,每个线程都拥有自己的栈,栈中保存了方法的调用信息、局部变量等。

当一个方法被调用时,会在栈中创建一个新的栈帧用于保存该方法的调用信息和局部变量,并将该栈帧压入到栈顶。

当方法执行结束时,会将该方法的栈帧从栈顶弹出,释放栈空间。

3. 栈的大小在编译时就已经确定,一般为几十至几百KB,由虚拟机参数-Xss来控制。

二、堆的用法1. 堆是用于存储对象实例的内存区域,具有动态分配和回收的特点。

堆的大小是可变的,在程序运行时分配,通过垃圾回收机制来进行自动回收。

2. 在Java中,所有的对象实例都存储在堆中,通过new关键字创建的对象实例都存储在堆中。

堆的大小在程序运行时可以动态调整,通过虚拟机参数-Xms和-Xmx来控制初始堆大小和最大堆大小。

3. 堆的回收由垃圾回收器(GC)来负责,不同的垃圾回收器有不同的回收策略,如串行回收器、并行回收器、CMS回收器、G1回收器等。

三、方法区的用法1. 方法区是堆的一部分,用于存储类信息、常量池、静态变量等。

方法区的大小是固定的,在程序运行时分配,由虚拟机参数-XX:MaxMetaspaceSize来控制。

2. 在Java 8之前,方法区中存储着类的元数据信息,包括类的结构信息、字段信息、方法信息等。

在Java 8及之后,方法区被元空间(Metaspace)所代替,元空间是直接使用本地内存存储类的元数据信息,不再受限于方法区的大小。

3. 方法区的回收由垃圾回收器(GC)来负责,垃圾回收器会定期清理无用的类信息、常量池中无用的常量等,以释放方法区内存。

四、栈、堆和方法区的关系1. 栈、堆和方法区是Java虚拟机中的重要内存区域,各自承担着不同的功能和用法。

C++中堆和栈的完全解析

C++中堆和栈的完全解析

C++中堆和栈的完全解析内存分配方面:堆: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。

我们常说的内存泄露,最常见的就是堆泄露(还有资源泄露),它是指程序在运行中出现泄露,如果程序被关闭掉的话,操作系统会帮助释放泄露的内存。

栈:在函数调用时第一个进栈的主函数中的下一条指令(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,然后是函数中的局部变量。

一、预备知识—程序的内存分配一个由c/C++编译的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。

其操作方式类似于数据结构中的栈。

2、堆区(heap)—一般由程序员分配释放,若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收。

注意它与数据结构中的堆是两回事,分配方式倒是类似于链表,呵呵。

3、全局区(静态区)(static)—,全局变量和静态变量的存储是放在一块的,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未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。

- 程序结束后有系统释放4、文字常量区—常量字符串就是放在这里的。

程序结束后由系统释放5、程序代码区—存放函数体的二进制代码。

有些说法,把3,4合在一起,也有的把3分成自由存储区(malloc/free)和全局/静态存储区。

这与编译器和操作系统有关。

二、例子程序这是一个前辈写的,非常详细//main.cppint a = 0; 全局初始化区char *p1; 全局未初始化区main(){int b; 栈char s[] = "abc"; 栈//更正:abc 分配在静态存储区,不是栈上char *p2; 栈char *p3 = "123456"; 123456\0在常量区,p3在栈上。

计算机原理栈内存和堆内存

计算机原理栈内存和堆内存

计算机原理栈内存和堆内存栈内存和堆内存是计算机中两种不同的内存分配方式。

在程序运行过程中,栈内存和堆内存扮演着不同的角色,有着各自的特点和用途。

我们来介绍一下栈内存。

栈内存是一种线性的数据结构,它具有“先进后出”的特点。

在程序中,栈内存主要用于存储局部变量和函数调用的信息。

当一个函数被调用时,会在栈内存中为其分配一块存储空间,用于存储函数的参数、返回地址和局部变量等信息。

随着函数的执行,这些数据会被不断压入栈中,当函数执行完毕后,这些数据会被弹出栈外,释放相应的内存空间。

由于栈内存的分配和回收都是自动进行的,所以栈内存的管理相对简单高效。

与栈内存相对应的是堆内存。

堆内存是一种动态分配的内存空间,它的分配和释放需要由程序员手动管理。

在堆内存中,程序员可以根据需要分配任意大小的内存空间,并且可以在程序的不同部分共享数据。

堆内存的分配是通过调用系统的分配函数实现的,而释放则需要程序员手动调用相应的释放函数来释放内存。

由于堆内存的分配和释放需要手动管理,所以堆内存的管理相对复杂,容易出现内存泄漏或者内存覆盖等问题。

栈内存和堆内存在使用上也有一些区别。

首先,栈内存的分配速度比堆内存要快,因为栈内存的分配只需要移动栈指针即可,而堆内存的分配需要在堆中查找合适的空闲内存块。

其次,栈内存的大小是固定的,由系统预先分配好,而堆内存的大小是动态可变的,可以根据需要进行扩展或缩小。

此外,栈内存的生命周期一般较短,函数执行完毕后,栈内存中的数据就会被释放,而堆内存的生命周期较长,需要在程序的不同部分共享数据时才会被释放。

在实际的程序开发中,栈内存和堆内存的使用是相互配合的。

一般来说,局部变量和函数调用的信息可以存储在栈内存中,而需要动态分配的大对象或者需要在程序的不同部分共享的数据可以存储在堆内存中。

通过合理地使用栈内存和堆内存,可以提高程序的效率和灵活性。

总结起来,栈内存和堆内存是计算机中两种不同的内存分配方式。

栈内存主要用于存储局部变量和函数调用的信息,具有自动分配和回收的特点;而堆内存主要用于动态分配内存空间,并且可以在程序的不同部分共享数据,需要手动管理内存的分配和释放。

一文搞懂栈(stack)、堆(heap)、单片机裸机内存管理malloc

一文搞懂栈(stack)、堆(heap)、单片机裸机内存管理malloc

一文搞懂栈(stack)、堆(heap)、单片机裸机内存管理malloc大家好,我是无际。

有一周没水文了,俗话说夜路走多了难免遇到鬼。

最近就被一个热心网友喷了。

说我的文章没啥营养,所以今天来一篇烧脑的。

哈哈,开个玩笑,不要脸就没人能把我绑架。

主要是最近研发第二代物联网网关项目,必须要用到一个功能:内存管理。

温馨提醒,全文4700多字,其中技术点是你进阶到高手必须要学习的,最好收藏,反复专注地看,否则可能会感觉在看天书。

说到内存管理大家会可能想到malloc和free函数。

在讲这两个函数之前,我们先来讲讲栈(stack)和堆(heap)的概念。

1.栈(stack)我们单片机一般有个启动文件,拿STM32F103来举例。

这个Stack_Size就是栈大小,0x00000400就是代表有1K (0x400/1024)的大小。

那这个栈到底用来干嘛的呢?比如说我们函数的形参、以及函数里定义的局部变量就是存储在栈里,所以我们在函数的局部变量、数组这些不能超过1K(含嵌套的函数),否则程序就会崩溃进入hardfaul。

除了这些局部变量以外,还有一些实时操作系统的现场保护、返回地址都是存储在栈里面。

还有一点题外话,就是栈的增长方向是从高地址到低地址的,这个用得不多,暂时不需要去深究。

2. 堆(heap)malloc()函数动态分配的内存就属于堆的空间。

同样,在单片机启动文件里也有对堆大小的定义。

0x00000200就是代表有512个字节。

这意味着如果你用malloc()函数,那么最大分配的内存不能大于512字节,否则程序会崩溃。

网上很多文章说,全局变量和静态变量是放在堆区。

但是我做了实验,把堆的空间大小设置成0,程序正常运行并无影响。

这说明我们平时定义的全局变量、静态变量是不存放在堆的,而是堆栈以外的另外一篇静态空间区域,个人理解,如果有误请指正。

Ok,那么我们简单了解了堆和栈的概念,也知道malloc()函数分配的是堆的空间。

内存区划分、内存分配、常量存储区、堆、栈、自由存储区、全局区[C++][内存管理]

内存区划分、内存分配、常量存储区、堆、栈、自由存储区、全局区[C++][内存管理]

内存区划分、内存分配、常量存储区、堆、栈、自由存储区、全局区[C++][内存管理]一.在c中分为这几个存储区1.栈- 由编译器自动分配释放2.堆- 一般由程序员分配释放,若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收3.全局区(静态区),全局变量和静态变量的存储是放在一块的,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未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。

- 程序结束释放4.另外还有一个专门放常量的地方。

- 程序结束释放#define不占用内存单元。

C++编译器通常并不给const常量分配存储空间,而是把const变量的定义保存在符号表里。

在VC中,const变量与一般变量一样,都分配内存空间。

在函数体中定义的变量通常是在栈上,用malloc, calloc, realloc等分配内存的函数分配得到的就是在堆上。

在所有函数体外定义的是全局量,加了static修饰符后不管在哪里都存放在全局区(静态区),在所有函数体外定义的static变量表示在该文件中有效,不能extern到别的文件用,在函数体内定义的static 表示只在该函数体内有效。

另外,函数中的"adgfdf"这样的字符串存放在常量区。

比如:int a = 0; //全局初始化区char *p1; //全局未初始化区void main(){int b; //栈char s[] = "abc"; //栈char *p2; //栈char *p3 = "123456"; //123456{post.content}在常量区,p3在栈上static int c = 0; //全局(静态)初始化区p1 = (char *)malloc(10); //分配得来得10字节的区域在堆区p2 = (char *)malloc(20); //分配得来得20字节的区域在堆区strcpy(p1, "123456");//123456{post.content}放在常量区,编译器可能会将它与p3所指向的"123456"优化成一块}二.在C++中,内存分成5个区,他们分别是堆、栈、自由存储区、全局/静态存储区和常量存储区1.栈,就是那些由编译器在需要的时候分配,在不需要的时候自动清除的变量的存储区。

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一个由C/C++编译的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。


操作方式类似于数据结构中的栈。

2、堆区(heap)—一般由程序员分配释放,若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收。

注意它与数据结构中的堆是两回事,分配方式倒是类似于链表,呵呵。

3、全局区(静态区)(static)—,全局变量和静态变量的存储是放在一块的,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未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。

- 程序结束后由系统释放。

4、文字常量区—常量字符串就是放在这里的。

程序结束后由系统释放
5、程序代码区—存放函数体的二进制代码。

二、例子程序
这是一个前辈写的,非常详细
//main.cpp
int a = 0; 全局初始化区
char *p1; 全局未初始化区
main()
{
int b; 栈
char s[] = "abc"; 栈
char *p2; 栈
char *p3 = "123456"; 123456\0在常量区,p3在栈上。

static int c =0;全局(静态)初始化区
p1 = (char *)malloc(10);
p2 = (char *)malloc(20);
分配得来得10和20字节的区域就在堆区。

strcpy(p1, "123456"); 123456\0放在常量区,编译器可能会将它与p3所指向的"123456" 优化成一个地方。

}
二、堆和栈的理论知识
2.1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
如p2 = new char[10];
但是注意p1、p2本身是在栈中的。

2.2
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。

2.3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。

2.4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块内存,虽然用起来最不方便。

但是速度快,也最灵活。

2.5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。

堆中的具体内容由程序员安排。

2.6存取效率的比较
char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa";
char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb";
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
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,再根据edx读取字符,显然慢了。

2.7小结:
堆和栈的区别可以用如下的比喻来看出:
使用栈就象我们去饭馆里吃饭,只管点菜(发出申请)、付钱、和吃(使用),吃饱了就走,不必理会切菜、洗菜等准备工作和洗碗、刷锅等扫尾工作,他的好处是快捷,但是自由度小。

使用堆就象是自己动手做喜欢吃的菜肴,比较麻烦,但是比较符合自己的口味,而且自由度大。

(经典!)。

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