[轉載]一個由C/C++編譯的程序佔用的內存

時間 2019-11-13

標籤轉載一個 c++ 編譯程序佔用內存欄目 C&C++ 简体版

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一個由C/C++編譯的程序佔用的內存分爲如下幾個部分一、棧區（stack）— 由編譯器自動分配釋放，存放函數的參數值，局部變量的值等。其操做方式相似於數據結構中的棧。二、堆區（heap） — 通常由程序員分配釋放，若程序員不釋放，程序結束時可能由OS回收。注意它與數據結構中的堆是兩回事，分配方式卻是相似於鏈表，呵呵。三、全局區（靜態區）（static）—，全局變量和靜態變量的存儲是放在一塊的，初始化的全局變量和靜態變量在一塊區域，未初始化的全局變量和未初始化的靜態變量在相鄰的另外一塊區域。 - 程序結束後有系統釋放四、文字常量區 —常量字符串就是放在這裏的。程序結束後由系統釋放五、程序代碼區—存放函數體的二進制代碼。程序員

2、例子程序這是一個前輩寫的，很是詳細:數組

//main.cpp 
 int a = 0; 全局初始化區 
char *p1; 全局未初始化區 
main() 
 { 
 int b; 棧 
char s[] = "abc"; 棧 
char *p2; 棧 
char *p3 = "123456"; 123456在常量區，p3在棧上。 
static int c =0； 全局（靜態）初始化區 
p1 = (char *)malloc(10); 
 p2 = (char *)malloc(20); 
分配得來得10和20字節的區域就在堆區。 
strcpy(p1, "123456"); 123456放在常量區，編譯器可能會將它與p3所指向的"123456"優化成一個地方。 
 }

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2、堆和棧的理論知識 2.1申請方式 stack: 由系統自動分配。例如，聲明在函數中一個局部變量 int b; 系統自動在棧中爲b開闢空間 heap: 須要程序員本身申請，並指明大小，在c中malloc函數如p1 = (char *)malloc(10); 在C++中用new運算符如p2 = (char *)malloc(10); 可是注意p一、p2自己是在棧中的。數據結構

2.2 申請後系統的響應棧：只要棧的剩餘空間大於所申請空間，系統將爲程序提供內存，不然將報異常提示棧溢出。堆：首先應該知道操做系統有一個記錄空閒內存地址的鏈表，當系統收到程序的申請時，會遍歷該鏈表，尋找第一個空間大於所申請空間的堆結點，而後將該結點從空閒結點鏈表中刪除，並將該結點的空間分配給程序，另外，對於大多數系統，會在這塊內存空間中的首地址處記錄本次分配的大小，這樣，代碼中的delete語句才能正確的釋放本內存空間。另外，因爲找到的堆結點的大小不必定正好等於申請的大小，系統會自動的將多餘的那部分從新放入空閒鏈表中。ide

2.3申請大小的限制棧：在Windows下,棧是向低地址擴展的數據結構，是一塊連續的內存的區域。這句話的意思是棧頂的地址和棧的最大容量是系統預先規定好的，在 WINDOWS下，棧的大小是2M（也有的說是1M，總之是一個編譯時就肯定的常數），若是申請的空間超過棧的剩餘空間時，將提示overflow。所以，能從棧得到的空間較小。堆：堆是向高地址擴展的數據結構，是不連續的內存區域。這是因爲系統是用鏈表來存儲的空閒內存地址的，天然是不連續的，而鏈表的遍歷方向是由低地址向高地址。堆的大小受限於計算機系統中有效的虛擬內存。因而可知，堆得到的空間比較靈活，也比較大。函數

2.4申請效率的比較：棧由系統自動分配，速度較快。但程序員是沒法控制的。堆是由new分配的內存，通常速度比較慢，並且容易產生內存碎片,不過用起來最方便. 另外，在WINDOWS下，最好的方式是用VirtualAlloc分配內存，他不是在堆，也不是在棧是直接在進程的地址空間中保留一快內存，雖然用起來最不方便。可是速度快，也最靈活。優化

2.5堆和棧中的存儲內容棧：在函數調用時，第一個進棧的是主函數中後的下一條指令（函數調用語句的下一條可執行語句）的地址，而後是函數的各個參數，在大多數的C編譯器中，參數是由右往左入棧的，而後是函數中的局部變量。注意靜態變量是不入棧的。當本次函數調用結束後，局部變量先出棧，而後是參數，最後棧頂指針指向最開始存的地址，也就是主函數中的下一條指令，程序由該點繼續運行。堆：通常是在堆的頭部用一個字節存放堆的大小。堆中的具體內容有程序員安排。spa

2.6存取效率的比較操作系統

char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa"; 
 char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb"; 
 aaaaaaaaaaa是在運行時刻賦值的； 
而bbbbbbbbbbb是在編譯時就肯定的； 
可是，在之後的存取中，在棧上的數組比指針所指向的字符串(例如堆)快。 
好比： 
 #include 
 void main() 
 { 
 char a = 1; 
 char c[] = "1234567890"; 
 char *p ="1234567890"; 
 a = c[1]; 
 a = p[1]; 
 return; 
 }

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對應的彙編代碼:指針

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 code

第一種在讀取時直接就把字符串中的元素讀到寄存器cl中，而第二種則要先把指針值讀到edx中，在根據edx讀取字符，顯然慢了。

2.7小結：堆和棧的區別能夠用以下的比喻來看出：使用棧就象咱們去飯館裏吃飯，只管點菜（發出申請）、付錢、和吃（使用），吃飽了就走，沒必要理會切菜、洗菜等準備工做和洗碗、刷鍋等掃尾工做，他的好處是快捷，可是自由度小。使用堆就象是本身動手作喜歡吃的菜餚，比較麻煩，可是比較符合本身的口味，並且自由度大。

一、內存分配方面：

堆：通常由程序員分配釋放，若程序員不釋放，程序結束時可能由OS回收。注意它與數據結構中的堆是兩回事，分配方式是相似於鏈表。可能用到的關鍵字以下：new、malloc、delete、free等等。

棧：由編譯器(Compiler)自動分配釋放，存放函數的參數值，局部變量的值等。其操做方式相似於數據結構中的棧。

二、申請方式方面：

堆：須要程序員本身申請，並指明大小。在c中malloc函數如p1 = (char *)malloc(10)；在C++中用new運算符，可是注意p一、p2自己是在棧中的。由於他們仍是能夠認爲是局部變量。

棧：由系統自動分配。例如，聲明在函數中一個局部變量 int b；系統自動在棧中爲b開闢空間。

三、系統響應方面：

堆：操做系統有一個記錄空閒內存地址的鏈表，當系統收到程序的申請時，會遍歷該鏈表，尋找第一個空間大於所申請空間的堆結點，而後將該結點從空閒結點鏈表中刪除，並將該結點的空間分配給程序，另外，對於大多數系統，會在這塊內存空間中的首地址處記錄本次分配的大小，這樣代碼中的delete語句才能正確的釋放本內存空間。另外因爲找到的堆結點的大小不必定正好等於申請的大小，系統會自動的將多餘的那部分從新放入空閒鏈表中。

棧：只要棧的剩餘空間大於所申請空間，系統將爲程序提供內存，不然將報異常提示棧溢出。

四、大小限制方面：

堆：是向高地址擴展的數據結構，是不連續的內存區域。這是因爲系統是用鏈表來存儲的空閒內存地址的，天然是不連續的，而鏈表的遍歷方向是由低地址向高地址。堆的大小受限於計算機系統中有效的虛擬內存。因而可知，堆得到的空間比較靈活，也比較大。

棧：在Windows下, 棧是向低地址擴展的數據結構，是一塊連續的內存的區域。這句話的意思是棧頂的地址和棧的最大容量是系統預先規定好的，在WINDOWS下，棧的大小是固定的（是一個編譯時就肯定的常數），若是申請的空間超過棧的剩餘空間時，將提示overflow。所以，能從棧得到的空間較小。

五、效率方面：

堆：是由new分配的內存，通常速度比較慢，並且容易產生內存碎片，不過用起來最方便，另外，在WINDOWS下，最好的方式是用VirtualAlloc分配內存，他不是在堆，也不是在棧是直接在進程的地址空間中保留一快內存，雖然用起來最不方便。可是速度快，也最靈活。

棧：由系統自動分配，速度較快。但程序員是沒法控制的。

六、存放內容方面：

堆：通常是在堆的頭部用一個字節存放堆的大小。堆中的具體內容有程序員安排。

棧：在函數調用時第一個進棧的是主函數中後的下一條指令（函數調用語句的下一條可執行語句）的地址而後是函數的各個參數，在大多數的C編譯器中，參數是由右往左入棧，而後是函數中的局部變量。注意: 靜態變量是不入棧的。當本次函數調用結束後，局部變量先出棧，而後是參數，最後棧頂指針指向最開始存的地址，也就是主函數中的下一條指令，程序由該點繼續運行。

七、存取效率方面：

堆：char *s1 = "Hellow Word"；是在編譯時就肯定的；

棧：char s1[] = "Hellow Word"；是在運行時賦值的；用數組比用指針速度要快一些，由於指針在底層彙編中須要用edx寄存器中轉一下，而數組在棧上直接讀取。

在C++中，內存分紅5個區，他們分別是堆、棧、自由存儲區、全局/靜態存儲區和常量存儲區。棧，就是那些由編譯器在須要的時候分配，在不須要的時候自動清楚的變量的存儲區。裏面的變量一般是局部變量、函數參數等。堆，就是那些由new分配的內存塊，他們的釋放編譯器不去管，由咱們的應用程序去控制，通常一個new就要對應一個delete。若是程序員沒有釋放掉，那麼在程序結束後，操做系統會自動回收。自由存儲區，就是那些由malloc等分配的內存塊，他和堆是十分類似的，不過它是用free來結束本身的生命的。全局/靜態存儲區，全局變量和靜態變量被分配到同一塊內存中，在之前的C語言中，全局變量又分爲初始化的和未初始化的，在C++裏面沒有這個區分了，他們共同佔用同一塊內存區。常量存儲區，這是一塊比較特殊的存儲區，他們裏面存放的是常量，不容許修改（固然，你要經過非正當手段也能夠修改，並且方法不少）

CONST

C中CONST的使用：

const是一個C語言的關鍵字，它限定一個變量不容許被改變。使用const在必定程度上能夠提升程序的健壯性，另外，在觀看別人代碼的時候，清晰理解const所起的做用，對理解對方的程序也有一些幫助。

雖然這聽起來很簡單，但實際上，const的使用也是c語言中一個比較微妙的地方，微妙在何處呢？請看下面幾個問題。

問題：const變量和常量

爲何我象下面的例子同樣用一個const變量來初始化數組，ANSI C的編譯器會報告一個錯誤呢？

const int n = 5;

int a[n];

答案與分析:

1）、這個問題討論的是「常量」與「只讀變量」的區別。常量確定是只讀的，例如5，「abc」，等，確定是只讀的，由於程序中根本沒有地方存放它的值，固然也就不可以去修改它。而「只讀變量」則是在內存中開闢一個地方來存放它的值，只不過這個值由編譯器限定不容許被修改。C語言關鍵字const就是用來限定一個變量不容許被改變的修飾符（Qualifier）。上述代碼中變量n被修飾爲只讀變量，惋惜再怎麼修飾也不是常量。而ANSI C規定數組定義時維度必須是「常量」，「只讀變量」也是不能夠的。

2)、注意：在ANSI C中，這種寫法是錯誤的，由於數組的大小應該是個常量，而const int n,n只是一個變量（常量 != 不可變的變量，但在標準C++中，這樣定義的是一個常量，這種寫法是對的），實際上，根據編譯過程及內存分配來看，這種用法原本就應該是合理的，只是 ANSI C對數組的規定限制了它。

3)、那麼，在ANSI C 語言中用什麼來定義常量呢？答案是enum類型和#define宏，這兩個均可以用來定義常量。

問題：const變量和const 限定的內容

下面的代碼編譯器會報一個錯誤，請問，哪個語句是錯誤的呢？

typedef char * pStr;

char string[4] = "abc";

const char *p1 = string;

const pStr p2 = string;

p1++;

p2++;

答案與分析：

問題出在p2++上。

1)、const使用的基本形式： const char m;