c++内存空间

一个C++程序编译后占用的内存分为如下几个部分：

• 栈：由编译器自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量的值。在一个进程中，位于用户虚拟地址空间顶部的是用户栈，编译器用它来实现函数的调用。

• 堆：由程序员分配和释放，若程序员不释放，则程序结束时被OS回收。存放由new，malloc分配的内存，可动态扩展和收缩。

• 全局区（静态区）：全局变量和静态变量的存储是放在一起的：初始化的全局变量和初始化的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。

• 文字常量区：常量字符串放在这里，程序结束后由系统释放。

• 程序代码区：存放函数体的二进制代码。

堆和栈的主要区别

1. 管理方式不同：栈由编译器自动管理，无需手动控制；堆由程序员控制，容易产生memory leak。
2. 能否产生碎片：对于堆来说，频繁地new/delete势必造成内存空间的不连续，从而造成大量碎片，使程序效率降低；对于栈来说，不会存在这个问题，因为栈是后进先出的队列，一一对应，不会出现某个内存块从栈中间弹出。
3. 生长方向：对于堆来说，生长方向向上，向着内存地址增加的地方；对于栈，生长方向向下，向着内存地址减小的方向。
4. 分配效率：栈是计算机系统提供的数据结构，操作系统在底层对栈提供支持，分配专门的寄存器存放栈的地址，压栈出栈有专门的指令执行，这就决定了栈的效率比较高。堆则是由C/C++函数库提供，显然栈的效率比堆高。

//main.cpp
int a = 0;                     //全局初始化区
char *p1;                      //全局未初始化区
​
int main()
{
  int b;                       //栈区
  char s[] = "abc";            //栈区
  char *p2;                    //栈区
  char *p3 = "123456";         //123456在常量区，指针p3在栈上。
  static int c =0；            //全局（静态）初始化区
  p1 = (char *)malloc(10);     //分配得来得10和20字节的区域就在堆区。
  p2 = (char *)malloc(20);
  strcpy(p1, "123456");      
  //123456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。
}

new和malloc的区别

1. new/delete 是C++关键字（操作符），需要编译器支持。malloc/free 是库函数，需要头文件支持；
2. 使用new 操作符申请内存分配时无须指定内存块的大小，编译器会根据类型信息自行计算。而malloc 则需要显式地指出所需内存的尺寸。
3. new 操作符内存分配成功时，返回的是对象类型的指针，类型严格与对象匹配，无须进行类型转换，故new 是符合类型安全性的操作符。而malloc 内存分配成功则是返回void ，需要通过强制类型转换将void指针转换成需要的类型。
4. new 内存分配失败时，会抛出bad_alloc 异常。malloc 分配内存失败时返回NULL。
5. new 会先调用operator new 函数，申请足够的内存（通常底层使用malloc 实现）。然后调用类型的构造函数，初始化成员变量，最后返回自定义类型指针。delete 先调用析构函数，然后调用operator delete 函数释放内存（通常底层使用free实现）。malloc/free 是库函数，只能动态的申请和释放内存，无法强制要求其做自定义类型对象构造和析构工作。