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C和C++中内存分配的细节

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 wppiwyye
发布于 2015/05/25 19:40
字数 910
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1.C内存分布

BSS段: 用来存放程序中未初始化的全局变量。BSS是英文Block Started by Symbol的简称。BSS段属于静态内存分配。

数据段:用来存放程序中已初始化的全局变量。数据段属于静态内存分配。

代码段:用来存放程序执行代码。这

堆: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: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。

image《Unix环境系统高级编程》中的C语言内存分布示意图

 

2.C++中内存分布

a) :内存由编译器在需要时自动分配和释放。通常用来存储局部变量和函数参数。

b) :内存使用new进行分配使用delete或delete[]释放。如果未能对内存进行正确的释放,会造成内存泄漏。但在程序结束时,会由操作系统自动回收。

c) 自由存储区:使用malloc进行分配,使用free进行回收。和堆类似。

d) 全局/静态存储区:全局变量和静态变量被分配到同一块内存中,C语言中区分初始化和未初始化的,C++中不再区分了。

e) 常量存储区:存储常量,不允许被修改。

 

3.区分栈和堆

a) 管理方式:栈由编译器管理,堆由程序员控制。

b) 空间大小:VC下栈默认是1MB,堆在32位的系统上可以达到4GB。

c) 碎片问题:栈不会产生碎片,堆会产生碎片。

d) 生长方向:堆向这内存地址增加的方向增长,栈向着内存地址减少的方向增长。

e) 分配方式:堆是动态分配的。栈是静态分配和动态分配的,静态分配由编译器完成,动态分配由alloca函数进行分配,由编译器释放。

f) 分配效率:栈的分配效率非常高。堆的分配机制很复杂,效率比栈要低得多。

 

4.malloc的实现

在线权威参考:http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-memory/

 

5.new的实现

不知道

 

6. C++智能指针

a) auto_ptr: C++03标准,方便管理单个堆对象的内存,不能配合容器使用,赋值操作会转移指针所有权,release()会交出指针所有权。

b) unique_ptr: C++11标准,方便管理堆对象或者堆对象数组的内存,一旦初始化,不会再交出指针所有权,可以避免很多错误的实践。

c) shared_ptr:C++11标准,方便管理需要共享所有权的内存,可以配合容器使用,可以用在参数传递的过程。

d) weak_ptr:C++11标准,weak_ptr是shared_ptr的观察者,负责从shared_ptr产生一个weak_ptr但是不会增加引用计数,当shread_ptr失效以后,weak_ptr也会失效。

e) 如何选择:不要使用auto_ptr,不要使用裸指针,局部变量使用unique_ptr需要传递和共享的指针使用shared_ptr。

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