c语言基础（五）之内存、堆栈区

 

 

指针运算：

指针的运算在数组的运算中才有意义。其它指针操作的运算都无意义。

 

只要是指针类型，它在内存中所占的长度都是4个byte。（前提是32位系统）

 

传统数组被创建出来，它是被创建在栈空间上的。也就是说程序员没有办法

去清空栈空间上的内容。

 

动态内存分配:

使用malloc函数，能够动态分配内存。注意要引入#include<malloc.h>函数头文件

malloc(a);a表示int类型参数。就是要申请多少个byte长度的内存。

       返回值 ：是申请县的空间的首地址（void类型）。它是一个指针类型的返回值。

                      要作相应的强制类型转换。

释放空间free(p);//p首地址

记住：在free后尽量不要在使用该变量。

       避免错误方法：在释放free(p)后，p=NULL（大写）;若其它地方有使用p，则会有错误提示。

 

用动态分配内存，可以在主函数中使用子函数的变量的值。

 

例子：

int len=0;

scanf("%d",&len);

int* p = (int*)malloc(sizeof(int)*len)//若len=6，执行完毕后，申请了多少byte内存？

 //1.静态申请的内存 int* 4byte

 //2.动态内存4*6=24byte

 //所以，总共申请了 24+4 = 28byte内存

 

realloc(p,q);//p表示：重新分配哪一块内存空间，q表示：重新分配的大小

           返回值：是内存空间的首地址。

 

静态内存和动态内存：

静态内存是程序编译执行后系统自动分配的，由系统自动释放。静态内存

                 是栈分配的。动态内存是堆分配的。

 

静态内存和动态内存区别：

1.从静态存储区域分配。内存在程序编译的时候就已经分配好，这块内存在

    程序的整个运行期间都存在。例如：全局变量，static变量

2.在栈上创建。在执行函数时，函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建，

    函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的

    指令集中，效率很高，但是分配的内存容量有限。

3.从堆上分配，亦称动态内存分配。程序在运行的时候用mallo(c)c或new(java)申请任意

   多少的内存，程序员自己负责在何时用free或delete释放内存。动态内存的生存

   期由我们决定，使用非常灵活，但问题也最多。

 

堆和栈的区别：

1.申请方式：

栈：由系统自动分配，例如，声明一个局部变量int b;系统自动在栈中为b开辟空间，

        栈空间是后进先出，由系统释放空间。

堆：需要程序员自己申请，并指明大小，在c中用malloc函数

        如：p1=(char*)malloc(10);

              但是注意p1本身是在栈中的。

2.申请后系统的响应

栈：只要栈剩余空间大于所申请空间，系统将为程序提供内存，否则将报异常提示栈溢出。

堆：首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表，当系统收到程序的申请时，

       会遍历该链表，寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点，然后将该结点从空闲结点

       链表中删除，并将该结点的空间分配给程序，另外，对于大多数系统，会在这块内存

       空间中的首地址处记录本次分配的大小，这样，代码中的delete语句才能正确的释放

       本内存空间。另外，由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小，系统会自动

       的将多余的那部分重新放入空闲链表中。

3.申请大小的限制

栈：在windows下，栈是向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存的区域。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，在windows下，栈的大小是

        2M（vc编译选项中可以设置，其实就是一个stack参数，缺省值2M），如果申请的空间

        超过酷我剩余空间时，将提示overflow。因此，能从栈获得的空间比较小。

堆：是向高地址扩展的数据结构，是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲

        内存地址的，自然是不连续的。而链表的遍历方向是由低向高地址。堆的大小受限于计算机

        系统中有效的虚拟内存。由此可见，堆获得的空间比较灵活，也比较大。

4.申请效率的比较：

栈：由系统自动分配，速度较快，但是程序员无法控制的。

堆：由malloc/new分配的内存，一般速度 比较慢，而且容易产生内存碎片，不过用起来方便。

5堆和栈的存储内容：

栈：在函数调用时，第一个进栈的是主函数中后的下一条指令（函数调用语句的下一条可执行

       语句 ）的地址，然后是函数的各个参数，在大多数的c编译器中，参数是由右往左入栈的，

      然后是函数中的局部变量。注意：静态变量是不入栈的。

堆：一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容有程序员安排。

6.内存的回收

栈：栈上的分配的内存，编译器会自动回收。

堆：堆上分配的内存，要通过free来显示的收回，否则会造成内存泄漏。