内存分配C/C++堆、栈及静态数据区详解
本文纯属个人见解，是对面前学习的总结，如有描述不正确的地方还请高手指正~
五大内存分区
在C++中，内存成分5个区，他们分别是堆、栈、自在存储区、全局/态静存储区和常量存储区。
栈，就是那些由编译器在须要的时候分配，在不须要的时候主动清晰的变量的存储区。面里的变量通常是局部变量、函数数参等。
堆，就是那些由new分配的内存块，他们的释放编译器不去管，由我们的用应序程去制控，一般一个new就要对应一个delete。如果序程员没有释放掉，那么在序程束结后，操纵系统会主动回收。
自在存储区，就是那些由malloc等分配的内存块，他和堆是十分相似的，不过它是用free来束结自己的性命的。
全局/态静存储区，全局变量和态静变量被分配到统一块内存中，在之前的C语言中，全局变量又分为初始化的和未初始化的，在C++面里没有这个分区了，他们独特占用统一块内存区。
常量存储区，这是一块比拟殊特的存储区，他们面里放存的是常量，不答应改修（当然，你要通过非合法段手也可以改修，而且方法很多）
确明分区堆与栈
在bbs上，堆与栈的分区问题，似乎是一个恒永的话题，由此可见，初学者对此往往是淆混不清的，所以我定决拿他第一个开刀。
首先，我们举一个例子：
void f() { int* p=new int[5]; }
这条短短的一句话就包含了堆与栈，看到new，我们首先就应该想到，我们分配了一块堆内存，那么指针p呢？他分配的是一块栈内存，所以这句话的意思就是：在栈内存中放存了一个指向一块堆内存的指针p。在序程会先确定在堆中分配内存的巨细，然后调用operator new分配内存，然后返回这块内存的首址地，放入栈中，他在VC6下的汇编代码如下：
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
这里，我们为了单简并没有释放内存，那么该怎么去释放呢？是delete p么？澳，错了，应该是delete []p，这是为了诉告编译器：我除删的是一个组数，VC6就会根据应相的Cookie信息去行进释放内存的作工。
好了，我们回到我们的主题：堆和栈究竟有什么区别？
要主的区别由以下几点：
1、管理方法不同；
2、空间巨细不同；
3、是否生产碎片不同；
4、成长方向不同；
5、分配方法不同；
6、分配效率不同；
管理方法：对于栈来讲，是由编译器主动管理，无需我们手工制控；对于堆来讲，释放作工由序程员制控，易容生产memory leak。
空间巨细：一般来讲在32位系统下，堆内存可以到达4G的空间，从这个度角来看堆内存几乎是没有什么制约的。但是对于栈来讲，一般都是有必定的空间巨细的，例如，在VC6面下，默许的栈空间巨细是1M（好像是，记不清晰了）。当然，我们可以改修：
打开工程，次依操纵菜单如下：Project->Setting->Link，在Category 中中选Output，然后在Reserve中设定堆栈的最大值和commit。
注意：reserve最小值为4Byte；commit是保留在虚拟内存的页件文面里，它设置的较大会使栈辟开较大的值，可能加增内存的开销和启动间时。
碎片问题：对于堆来讲，繁频的new/delete势必会形成内存空间的不续连，从而形成量大的碎片，使序程效率下降。对于栈来讲，则不会存在这个问题，因为栈是先进后出的列队，他们是如此的一一对应，以至于永久都可不能有一个内存块从栈间中弹出，在他弹出之前，在他面下的进后的栈内容经已被弹出，详细的可以考参数据结构，这里我们就不再一一探讨了。
成长方向：对于堆来讲，成长方向是向上的，也就是向着内存址地加增的方向；对于栈来讲，它的成长方向是向下的，是向着内存址地减小的方向长增。
分配方法：堆都是动态分配的，没有态静分配的堆。栈有2种分配方法：态静分配和动态分配。态静分配是编译器实现的，比如局部变量的分配。动态分配由alloca函数行进分配，但是栈的动态分配和堆是不同的，他的动态分配是由编译器行进释放，无需我们手工现实。
分配效率：栈是器机系统供给的数据结构，计算会机在底层对栈供给支撑：分配专门的寄存器放存栈的址地，压栈出栈都有专门的指令执行，这就定决了栈的效率比拟高。堆则是C/C++函数库供给的，它的机制是很杂复的，例如为了分配一块内存，库函数会按照必定的法算（详细的法算可以考参数据结构/操纵系统）在堆内存中索搜可用的够足巨细的空间，如果没有够足巨细的空间（是能可由于内存碎片太多），就有可能调用系统功能去加增序程数据段的内存空间，这样就有会机分到够足巨细的内存，然后行进返回。然显，堆的效率比栈要低很多。
从这里我们可以看到，堆和栈比相，由于量大new/delete的用使，易容形成量大的内存碎片；由于没有专门的系统支撑，效率很低；由于可能发引用户态和核态心的换切，内存的请求，价值变得更加昂贵。所以栈在序程中是用应最普遍的，就算是函数的调用也利用栈去实现，函数调用过程当中的数参，返回址地，EBP和局部变量都采取栈的方法放存。所以，我们推荐大家尽量用栈，而不是用堆。
虽然栈有如此多众的利益，但是由于和堆比相不是那么活灵，有时候分配量大的内存空间，还是用堆好一些。
无论是堆还是栈，都要止防越界象现的产生（除非你是故意使其越界），因为越界的结果要么是序程崩溃，要么是捣毁序程的堆、栈结构，生产以想不到的结果,就算是在你的序程行运过程当中，没有产生面下的问题，你还是要当心，说不定什么时候就崩掉，那时候debug可是相称难题的：）
对了，还有一件事，如果有人把堆栈合起来讲，那它的意思是栈，可不是堆，呵呵，清晰了？
static用来制控变量的存储方法和可见性
函数外部定义的变量，在序程执行到它的定义处时，编译器为它在栈上分配空间，函数在栈上分配的空间在此函数执行束结时会释放掉，这样就生产了一个问题: 如果想将函数中此变量的值存保至下一次调用时，如何现实？ 最易容想到的方法是定义一个全局的变量，但定义为一个全局变量有许多点缺，最显明的点缺是坏破了此变量的问访范围（使得在此函数中定义的变量，不仅仅受此函数制控）。
须要一个数据象对为整个类而非某个象对服务,同时又力图不坏破类的装封性,即要求此成员隐藏在类的外部，对外可不见。
static的外部机制：
态静数据成员要在序程一开始行运时就必须存在。因为函数在序程行运中被调用，所以态静数据成员不能在任何函数内分配空间和初始化。
这样，它的空间分配有三个可能的地方，一是作为类的外部接口的头件文，那里有类声明；二是类定义的外部现实，那里有类的成员函数定义；三是用应序程的main（）函数前的全局数据声明和定义处。
态静数据成员要现实地分配空间，故不能在类的声明中定义（只能声明数据成员）。类声明只声明一个类的“尺寸和规格”，不并行进现实的内存分配，所以在类声明中写成定义是错误的。它也不能在头件文中类声明的外部定义，因为那会形成在多个用使该类的源件文中，对其重复定义。
static被引入以知告编译器，将变量存储在序程的态静存储区而非栈上空间，态静
数据成员按定义现出的先后序顺次依初始化，注意态静成员套嵌时，要保障所套嵌的成员经已初始化了。清除时的序顺是初始化的反序顺。
static的优势：
可以节俭内存，因为它是全部象对所私有的，因此，对多个象对来讲，态静数据成员只存储一处，供全部象对共用。态静数据成员的值对每一个象对都是一样，但它的值是可以更新的。只要对态静数据成员的值更新一次，保障全部象对存取更新后的同相的值，这样可以进步间时效率。
引用态静数据成员时，采取如下格式：
<类名>::<态静成员名>
如果态静数据成员的问访权限答应的话(即public的成员)，可在序程中，按上述格式
来引用态静数据成员。
PS:
(1)类的态静成员函数是属于整个类而非类的象对，所以它没有this指针，这就致导
了它仅能问访类的态静数据和态静成员函数。
(2)不能将态静成员函数定义为虚函数。
(3)由于态静成员声明于类中，操纵于其外，所以对其取址地操纵，就多少有些殊特
，变量址地是指向其数据类型的指针，函数址地类型是一个“nonmember函数指针”。
(4)由于态静成员函数没有this指针，所以就差多不等同于nonmember函数，结果就
生产了一个意想不到的利益：成为一个callback函数，使得我们得以将C++和C-based X W
indow系统结合，同时也胜利的用应于线程函数身上。
(5)static并没有加增序程的时空开销，相反她还缩短了类子对类父态静成员的问访
间时，节俭了类子的内存空间。
(6)态静数据成员在<定义或说明>时面前加关键字static。
(7)态静数据成员是态静存储的，所以必须对它行进初始化。
(8)态静成员初始化与一般数据成员初始化不同:
初始化在类体外行进，而面前不加static，以免与一般态静变量或象对相淆混；
初始化时不加该成员的问访权制约控符private，public等；
初始化时用使作用域运算符来明标它所属类；
所以我们得出态静数据成员初始化的格式：
<数据类型><类名>::<态静数据成员名>=<值>
(9)为了止防类父的影响，可以在类子定义一个与类父同相的态静变量，以屏蔽类父的影响。这里有一点须要注意：我们说态静成员为类父和类子享共，但我们有重复定义了态静成员，这会不会发引错误呢？不会，我们的编译器采取了一种绝妙的法手：name-mangling 用以成生独一的标记。
转载于：http://chinus.itpub.net/post/17198/105886
文章结束给大家分享下程序员的一些笑话语录：
现在社会太数字化了，所以最好是有一个集很多功能于一身的设备！
