C语言之旅（6）内存空间的管理

本文参考：http://blog.csdn.net/wealoong/article/details/8686353

C语言编译的程序占用的内存分为5个部分：1.栈区；2.堆区；3.全局区（静态区）；4.文字常量区；5.程序代码区。

1.栈区：程序运行的时候由编译器自动分配的，例如函数中的局部变量int a;等等。程序结束的时候由编译器自动的释放。不需要程序员进行管理。

2.堆区：这块区域是指程序员在程序中自行根据需求向内存申请空间的地方。在C语言中用malloc进行内存的申请，这个时候申请的空间，除非程序员通过free函数释放掉，否则这块空间在整个程序结束前一直存在，知道程序运行结束，将会被操作系统回收。

3.全局区（静态区）：编译器编译的时候分配内存，全局变量和静态变量（static）存放的区域，生命周期将是整个程序，当程序结束的时候由操作系统进行回收释放。

4.文字常量区：常量字符串存放的地方，生命周期是整个程序，当程序结束的时候由操作系统进行回收释放。什么是字符常量呢？其实就是例如："abcdefs"。这样的字符串。

5.程序代码区：这里面存放编译链接生成的可执行的二进制代码。

堆和栈的区别：

1.管理方式不同；2.空间大小不同；3.能否产生碎片不同；4.生长方向不同；5分配方式不同；分配效率不同。

1.管理方式不同：对于栈来讲，是由编译器自动管理，无需我们手工控制；对于堆来说，释放工作由程序员控制，容易产生内存泄漏（忘记释放）。

2.空间大小：；一般来讲在32位系统下，堆内存可以达到4G的空间，从这个角度来看堆内存几乎是没有什么限制的。但是对于栈来讲，一般都是有一定的空间大小的，例如在VC6

下面，默认栈空间大小是1M，当然，这个值可以修改。

3.碎片问题：对于堆来讲，频繁的new/delete势必会造成内存空间的不连续，从而造成大量的碎片，使用效率降低。对于栈来讲，则不会存在这个问题，因为栈是先进后出的队列，他们是如此的一一对应，以至于永远不可能有一个内存块从栈中间弹出来，在他弹出来之前，在他上面的后劲的栈内容已经被弹出来。

4.生长方向：对于堆来讲，生长方向是向上的，也就是向着内存地址增加的方向；对于栈来讲，它的生长方向是向下的，是向着内存地址减小的方向增长的。（因为对于栈来说，栈顶指针是在高地址的，因为段地址偏移地址的存在，对于8086CPU一个栈最大是64k。其余架构可能不是这个数字，道理一样的。所以栈的大小是确定的。详情可以看一下汇编书籍。）

5.分配方式：堆都是动态分配的，没有静态分配的堆。栈 有2种分配方式：静态分配和动态分配。静态分配是编译器完成的，比如局部变量的分配，动态分配是由malloc函数分配，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进行释放的，无需我们手工实现。

6.分配效率：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（SS：栈段 sp:栈顶指针），压栈出栈都有专门的指令执行（push和pop），这就决定了栈的效率比较高。堆则是C/C++函数库提供的，它的机制是很复杂的，例如为了分配一块内存，库函数会按照一定的算法在堆内存中搜索可用的足够大小的空间，这样就有机会分到足够大小的内存，然后进行返回。显然，堆的效率比栈要低的多。