• 从一个微型例子看“C/C++的内存分配机制”和“数组变量名与指针变量名”(转)


    C++的内存有五大分区:堆区、栈区、自由存储区、全局/静态存储区、常量存储区。

         五个数据段:数据段、代码段、BSS段、堆、栈

    内存分配方式有三种: 

    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。 这个大小在linux上可以使用:ulimit -a | grep stack 来查看
    3. 从堆上分配,亦称动态内存分配。程序在运行的时候用malloc或new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。 
     
    #include <iostream>
    using namespace std;
    char * GetMemory(void){
        
    //p_arr是个数组的起始地址,这个数组的内容是存放在栈上面的。另外,非常值得一
        
    //提的是:系统没有为p_arr单独分配一个指针变量用来存放数组p_arr的起始地址。 
        char p_arr[] = "p_arr : hello world";


        
    //p_heap是一个指针变量,这个指针变量存在于栈上面,指针变量的值是指向的由
        
    //malloc分配得到的堆上的内存空间的起始地址。
        char *p_heap=(char *)malloc(sizeof(char)*20);


        
    //ptr是一个指针变量,这个指针变量存在于栈上面,指针变量的值是指向的后面字符
        
    //串的起始地址,这个字符串是常量,是存在于静态存储区域的,不是在栈上,也不是
        
    //在堆上。
        char *ptr = "ptr : hello world";

        strcpy(p_heap,
    "p_heap: hello world");
        printf(
    "%08X ",p_arr);
        printf(
    "%08X ",&p_arr);
        printf(
    "%08X ",p_heap);
        printf(
    "%08X ",&p_heap);
        printf(
    "%08X ",ptr);
        printf(
    "%08X ",&ptr);
        puts(p_arr);
        puts(ptr);
        puts(p_heap);
        
    //return p_arr;
        return ptr;
    }
    int main(){
        
    char * str=NULL;
        str 
    = GetMemory();
        printf(
    "%08X ",str);
        printf(
    "%08X ",&str);
        puts(str);
        
    return 0;
    }
     
    上面程序输出的结果是:
    DC726BF0 
    DC726BF0
    0EB29010
    DC726BE8
    004009D8
    DC726BE0
    p_arr : hello world
    ptr : hello world
    p_heap: hello world
    004009D8
    DC726C28
    ptr : hello world
     

    这里面8有8行关于地址的输出,分别描述如下:

    • DC726BF0这个地址是栈上面的,函数退出后,这块地址空间就废弃了。
    • DC726BF0是栈上面的地址,之所以和上面一样,是因为栈上并没有分配一个单元用来存放数组指针,这个是使用char []和char * 的最根本的区别。
    • 0EB29010这个地址是在堆上面的,直到delete才会释放掉这块内存。
    • DC726BE8是栈上面的地址,用来存放指针变量p_heap的单元,p_heap的值就是上面堆上内存的地址。
    • 004009D8这个地址是静态存储区的,函数退出后不会清除掉 
    • DC726BE0栈上面的地址,用来存放指针变量ptr的单元,ptr的值就是上面静态的存储区地址
    • 004009D8这个是由函数返回的地址,就是上面静态存储区的地址
    • DC726C28这个地址是main函数局部变量的存放地址,位置要比栈上的位置低 
    从这个例子上也可以看出,栈的地址空间、堆的地址空间、静态存储空间、main函数的局部地址空间的关系,地址位置从高到低关系如下:

    栈-->main函数局部变量地址-->堆-->静态变量地址

    可以看出来,静态地址最低,然后依次是:堆、main、栈。

    另外的,还有一个“先声明的变量时在高地址区还是在低地址区”的问题,这个问题要看栈怎么生长的了,如果栈底在高内存,向低地址生长,自然先声明的变量在高地址。例如:在linux中,栈底就是在高地址的,所以后面声明的变量地址就是低地址。此外,在堆上的地址一般是从低到高的。下面的例子可以清晰的看出这两种情况。  

     
    #include <iostream>
    class c1
    {
        
    public:
            
    int number;
    };
    main()
    {
        
    int a =3;
        
    int b =4;
        printf(
    "addr of a on stack: 0x%X ",&a);
        printf(
    "addr of b on stack: 0x%X ",&b);
        c1 
    * c=new c1();
        c1 
    * d=new c1();
        
    int * e =new int(100);
        printf(
    "addr of c on stack: 0x%X--0x%X(on heap) ",&c,c);
        printf(
    "addr of d on stack: 0x%X--0x%X(on heap) ",&d,d);
     
    以上代码的输出:
    addr of a on stack: 0x26F8A744
    addr of b on stack: 0x26F8A740
    addr of c on stack: 0x26F8A738--0xE7F1010(on heap)
    addr of d on stack: 0x26F8A730--0xE7F1030(on heap)

    对于上面的输出解释如下:

    • a,b是位于main函数栈上的变量,他们地址的增长方向是从高到低的。另外,也请注意a和b的地址相差的距离是4个字节(虽然是64位机器和OS,但是int占用的空间还是32位)
    • c,d是位于main函数栈上的指针变量,同样是从高到低增长。这次要注意,他们相差的距离是8个字节(因为是c和d都是指针变量,要能够存下64位地址长度的数据)
    • 最后,要注意c和d指向的结构都位于堆上,这次他们地址的增长方向就是从低到高(从0xE7F1010到0xE7F1030)了。    

                         转载地址:http://www.cnblogs.com/welkinwalker/archive/2011/01/05/1926203.html

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/xxiaoye/p/3630101.html
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