C语言------关于系统内存分配机制的一些整理

指向字符串常量的指针和字符串数组在使用时是有区别的。

看下面两个函数

//执行通过，返回“hello world”

char *PtrChar(){    char *pc = "hello world";    return *r;}

//执行错误，不能返回局部变量

char *ArrChar(){    char ac[] = "hello world";    return ac;}

出现上面的原因在于指针pc指向的字符串“hello world”存放在文字常量区，而数组ac中存放的字符串存放在栈区，当函数结束时，栈中的数据自动释放。

再看下面：

char* r = "hello word!";char b[]="hello word!";

//错误，r指向的是文字常量区，在编译时就确定的，在程序结束时自动释放。试图修改文字常量会引起错误

*r = 'w';

//正确，修改数组中的第一个字符，b是在栈上分配的

*b = 'w';

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。
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
//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    //"123456/0"在文字常量区，而指针p3在栈上,p3指向文字常量区上一片内存    char *p3 = "123456";     static int c =0; 全局（静态）初始化区    //分配得来得10和20字节的区域就在堆区。    p1 = (char *)malloc(10);    p2 = (char *)malloc(20);    //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。    strcpy(p1,"123456"); }

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。

栈和堆的区别

栈是由编译器在需要时分配的，不需要时自动清除的变量存储区。里面的变量通常是局部变量、函数参数等。堆是由malloc()函数（C++语言为new运算符）分配的内存块，内存释放由程序员手动控制，在C语言为free函数完成（C++中为delete）。栈和堆的主要区别有以下几点：

（1）管理方式不同

栈编译器自动管理，无需程序员手工控制；而堆空间的申请释放工作由程序员控制，容易产生内存泄漏。

（2）空间大小不同

栈是向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存区域。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，当申请的空间超过栈的剩余空间时，将提示溢出。因此，用户能从栈获得的空间较小。

堆是向高地址扩展的数据结构，是不连续的内存区域。因为系统是用链表来存储空闲内存地址的，且链表的遍历方向是由低地址向高地址。由此可见，堆获得的空间较灵活，也较大。栈中元素都是一一对应的，不会存在一个内存块从栈中间弹出的情况。

（3）是否产生碎片

对于堆来讲，频繁的malloc/free（new/delete）势必会造成内存空间的不连续，从而造成大量的碎片，使程序效率降低（虽然程序在退出后操作系统会对内存进行回收管理）。对于栈来讲，则不会存在这个问题。

（4）增长方向不同

堆的增长方向是向上的，即向着内存地址增加的方向；栈的增长方向是向下的，即向着内存地址减小的方向。

（5）分配方式不同

堆都是程序中由malloc()函数动态申请分配并由free()函数释放的；栈的分配和释放是由编译器完成的，栈的动态分配由alloca()函数完成，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进行申请和释放的，无需手工实现。

（6）分配效率不同

栈是机器系统提供的数据结构，计算机会在底层对栈提供支持：分配专门的寄存器存放栈的地址，压栈出栈都有专门的指令执行。堆则是C函数库提供的，它的机制很复杂，例如为了分配一块内存，库函数会按照一定的算法（具体的算法可以参考数据结构/操作系统）在堆内存中搜索可用的足够大的空间，如果没有足够大的空间（可能是由于内存碎片太多），就有需要操作系统来重新整理内存空间，这样就有机会分到足够大小的内存，然后返回。显然，堆的效率比栈要低得多。

堆和栈的区别主要分：
操作系统方面的堆和栈，如上面说的那些，不多说了。
还有就是数据结构方面的堆和栈，这些都是不同的概念。这里的堆实际上指的就是（满足堆性质的）优先队列的一种数据结构，第1个元素有最高的优先权；栈实际上就是满足先进后出的性质的数学或数据结构。虽然堆栈，堆栈的说法是连起来叫，但是他们还是有很大区别的，连着叫只是由于历史的原因。