堆,栈,代码段,数据段,BSS 段概念解析

来源:互联网 发布:淘宝纯棉尿布 编辑:程序博客网 时间:2024/05/17 23:06
程序的内存分配
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。后进先出
2、堆区(heap)— 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。顺序随意
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,  数据段
                                                             BSS段   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 。 数据段

5.程序代码区— 存放函数体的二进制代码。                          代码段

堆和栈的区别

申请方式
  stack:栈
  由系统自动分配。 例如,声明在函数中一个局部变量 int b; 系统自动在栈中为b开辟空间
  heap:堆
  需要程序员自己申请,并指明大小,在c中malloc函数
  如p1 = (char *)malloc(10);
  在C++中用new运算符
  如p2 = new char[20];//(char *)malloc(10);
  但是注意p1、p2本身是在栈中的。

申请后系统的响应
  栈:只要栈的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。
申请大小的限制

         申请效率的比较
  栈由系统自动分配,速度较快。但程序员是无法控制的。
  堆是由new分配的内存,一般速度比较慢,而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便.
  另外,在WINDOWS下,最好的方式是用VirtualAlloc分配内存,他不是在堆,也不是在栈,而是直接在进程的地址空间中保留一块内存,虽然用起来最不方便。但是速度快,也最灵活。
.堆和栈中的存储内容
  栈: 在函数调用时,第一个进栈的是主函数中函数调用后的下一条指令(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。
  当本次函数调用结束后,局部变量先出栈,然后是参数,最后栈顶指针指向最开始存的地址,也就是主函数中的下一条指令,程序由该点继续运行。
  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。

BSS段:BSS段(bss segment)通常是指用来存放程序中未初始化的全局变量的一块内存区域。BSS是英文Block Started by Symbol的简称。BSS段属于静态内存分配。


数据段:数据段(data segment)通常是指用来存放程序中已初始化的全局变量的一块内存区域。数据段属于静态内存分配。


代码段:代码段(code segment/text segment)通常是指用来存放程序执行代码的一块内存区域。这部分区域的大小在程序运行前就已经确定,并且内存区域通常属于只读, 某些架构也允许代码段为可写,即允许修改程序。在代码段中,也有可能包含一些只读的常数变量,例如字符串常量等。代码段是存放了程序代码的数据,假如机器中有数个进程运行相同的一个程序,那么它们就可以使用同一个代码段。


堆(heap):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);当利用free等函数释放内存时,被释放的内存从堆中被剔除(堆被缩减)


栈(stack):栈又称堆栈, 是用户存放程序临时创建的局部变量,也就是说我们函数括弧“{}”中定义的变量(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,其参数也会被压入发起调用的进程栈中,并且待到调用结束后,函数的返回值也会被存放回栈中。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。从这个意义上讲,我们可以把堆栈看成一个寄存、交换临时数据的内存区

举个例子吧

#include<iostream>
#include<malloc.h>
#include<string.h>
using namespace std;
int a= 0;//全局变量
char *p1;//全局变量未初始化
main()
{
int b;//栈
char s[]="abc";//栈
char *p2;//栈
int i;

char *p3="123456";//123456\0在常量区,p3在栈上
static int c =0;//全局(静态)初始化区

p1 = (char *)malloc(10);//堆区
strcpy(p1,"7891011");
p2 = (char *)malloc(20);//堆区
for(i=0;i<15;i++)
printf("%c\n",*p1++);
}


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