C++中棧區 堆區 常量區

原文地址：http://blog.csdn.net/xcyuzhen/article/details/4543264

C++中棧區 堆區 常量區（由一道面試題目而學習）
2009-04-28 21:01
 

#include<iostream.h>

void main()
{
char a[]="abc";棧 
char b[]="abc";棧 
char* c="abc";abc在常量區，c在棧上。
char* d="abc"; 編譯器可能會將它與c所指向的"abc"優化成一個地方。
const char e[]="abc";棧 
const char f[]="abc";棧 

cout << a << " " << b << " " << c << " " <<d << " " <<e << " " <<f <<endl;
cout<<(a==b?1:0)<<endl<<(c==d?1:0)<<endl<<(e==f?1:0)<<endl;
}
以上程序的輸出結果爲 
abc abc abc abc abc abc 
0
1
0

如下內容轉自：
http://hi.baidu.com/diewty/blog/item/3d2191f4e55fd5e77709d71b.html
一個由c/C++編譯的程序佔用的內存分爲如下幾個部分 
1、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。 
2、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。 
3、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 
4、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 
5、程序代碼區—存放函數體的二進制代碼。


2、例子程序 
這是一個前輩寫的，很是詳細 
//main.cpp

#include<iostream.h>
#include<string.h>
//#include<malloc.h>   //malloc的頭文件能夠爲#include<malloc.h>也能夠爲#include<stdlib.h>
#include<stdlib.h>
int a = 0; 全局初始化區 
char *p1; 全局未初始化區 
main() 
{

const char* m = "123456";
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。 

cout<<(m == p3?1:0)<<endl;//結果爲1
cout<<(p1 == p3?1:0)<<endl;//結果爲0
cout<<p1<<" "<<p3<<" "<<endl;//結果爲123456 123456
}


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。


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。

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。


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。

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。

2.6存取效率的比較

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; 
} 
對應的彙編代碼 
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。

1、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。

2、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。

3、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。

4、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。

5、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。

6、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。

7、存取效率方面：

    堆：char *s1 = "Hello Word"；是在編譯時就肯定的；

    棧：char s1[] = "Hello 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。

完

分類: 編譯原理