浅析五种C语言内存分配的方法及区别

e6e49ab2f8ef868289d52a82998949df.png

点击上方蓝字关注我,了解更多咨询

456aa45bbcdb2009e56e2009d9e994da.png

在C语言中,内存分成5个区,他们分别是堆、栈、自由存储区、全局/静态存储区和常量存储区。

1c0850f56776af396f1759de24c0240a.png

栈,就是那些由编译器在需要的时候分配,在不需要的时候自动清楚的变量的存储区。里面的变量通常是局部变量、函数参数等。

堆,就是那些由new分配的内存块,他们的释放编译器不去管,由我们的应用程序去控制,一般一个new就要对应一个delete。如果程序员没有释放掉,那么在程序结束后,操作系统会自动回收。

自由存储区,就是那些由malloc等分配的内存块,他和堆是十分相似的,不过它是用free来结束自己的生命的。

全局/静态存储区,全局变量和静态变量被分配到同一块内存中,在以前的C语言中,全局变量又分为初始化的和未初始化的,在C 里面没有这个区分了,他们共同占用同一块内存区。

常量存储区,这是一块比较特殊的存储区,他们里面存放的是常量,不允许修改(当然,你要通过非正当手段也可以修改,而且方法很多,在《const的思考》一文中,我给出了6种方法)

明确区分堆与栈

在bbs上,堆与栈的区分问题,似乎是一个永恒的话题,由此可见,初学者对此往往是混淆不清的,所以我决定拿他第一个开刀。

首先,我们举一个例子: 

void f() { int* p=new int[5]; }

这条短短的一句话就包含了堆与栈,看到new,我们首先就应该想到,我们分配了一块堆内存,那么指针p呢?他分配的是一块栈内存,所以这句话的意思就是:在栈内存中存放了一个指向一块堆内存的指针p。在程序会先确定在堆中分配内存的大小,然后调用operator new分配内存,然后返回这块内存的首地址,放入栈中,他在VC6下的汇编代码如下: 

复制

00401028 push 14h  
0040102A call operator new (00401060)  
0040102F add esp,4  
00401032 mov dword ptr [ebp-8],eax  
00401035 mov eax,dword ptr [ebp-8]  
00401038 mov dword ptr [ebp-4],eax

这里,我们为了简单并没有释放内存,那么该怎么去释放呢?是delete p?哦,错了,应该是delete []p,这是为了告诉编译器:我删除的是一个数组,VC6就会根据相应的Cookie信息去进行释放内存的工作。

好了,我们回到我们的主题:堆和栈究竟有什么区别?

主要的区别由以下几点:

  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;

  6.  分配效率不同;

管理方式: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memory leak。

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,默认的栈空间大小是1M(好像是,记不清楚了)。当然,我们可以修改:

打开工程,依次操作菜单如下:Project->Setting->Link,在Category 中选中Output,然后在Reserve中设定堆栈的最大值和commit。

注意:reserve最小值为4Byte;commit是保留在虚拟内存的页文件里面,它设置的较大会使栈开辟较大的值,可能增加内存的开销和启动时间。

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,使程序效率降低。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,以至于永远都不可能有一个内存块从栈中间弹出,在他弹出之前,在他上面的后进的栈内容已经被弹出,详细的可以参考数据结构,这里我们就不再一一讨论了。

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。

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。动态分配由alloca函数进行分配,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,无需我们手工实现。

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,压栈出栈都有专门的指令执行,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(具体的算法可以参考数据结构/操作系统)在堆内存中搜索可用的足够大小的空间,如果没有足够大小的空间(可能是由于内存碎片太多),就有可能调用系统功能去增加程序数据段的内存空间,这样就有机会分到足够大小的内存,然后进行返回。显然,堆的效率比栈要低得多。

从这里我们可以看到,堆和栈相比,由于大量new/delete的使用,容易造成大量的内存碎片;由于没有专门的系统支持,效率很低;由于可能引发用户态和核心态的切换,内存的申请,代价变得更加昂贵。

所以栈在程序中是应用最广泛的,就算是函数的调用也利用栈去完成,函数调用过程中的参数,返回地址,EBP和局部变量都采用栈的方式存放。

所以,我们推荐大家尽量用栈,而不是用堆。

小结

虽然栈有如此众多的好处,但是由于和堆相比不是那么灵活,有时候分配大量的内存空间,还是用堆好一些。

无论是堆还是栈,都要防止越界现象的发生(除非你是故意使其越界),因为越界的结果要么是程序崩溃,要么是摧毁程序的堆、栈结构,产生以想不到的结果,就算是在你的程序运行过程中,没有发生上面的问题,你还是要小心,说不定什么时候就崩掉,那时候debug可是相当困难的:) 

3efb7327ca07eb560de736224570721f.png

END

*声明:本文于网络整理,版权归原作者所有,如来源信息有误或侵犯权益,请联系我们删除或授权事宜。

e1df0ffd0a4c62ff1c0f84bf7b7adf26.png

a6592c262c27c0ea1f6cecf441371a55.gif

戳“阅读原文”我们一起进步

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/338061.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

电脑装机完没有efi_电脑装机如何选内存?看完这篇就全懂了

电脑运行太慢,很多小伙伴第一想到的就是加个内存,没错,一般主板上预留了两个以上的内存插槽,加内存是升级电脑最划算的一个硬件升级,其次,可能是加个固态硬盘来提速。今天电脑学习小编教你如何选择适合自己…

塞尔达盾反机器人_微软商店惊现《塞尔达传说:旷野之息》!任天堂暗示《喷射战士3》?| Jump简报...

首先还是祝各位Jumper圣诞快乐!业界新闻1. 各大厂商新年寄语,表明未来动向Fami通收到了54家日厂的新年贺卡,其中表明了相当多的新游戏和企划,具体如下:Atlus :《真女神转生V》和《PROJECT Re FANTASY》正在…

PHP 社区拒绝在俄乌冲突中“站队”

点击上方蓝字关注我,了解更多咨询几天前,PHP 社区邮件讨论列表出现了一封“申请援助乌克兰”的邮件,该邮件由非 PHP 开发者发起,目的在于呼吁 PHP 社区火速参与俄乌冲突...邮件机翻译文如下:有意思的是,非 …

jvm内存 大于 xmx_为什么我的JVM访问的内存少于通过-Xmx指定的内存?

jvm内存 大于 xmx“嘿,你能来看看奇怪的东西吗?” 这就是我开始研究支持案例的方式,将我引向了这篇博客文章。 眼前的具体问题与报告可用内存数量不同的不同工具有关。 简而言之,一位工程师正在研究特定应用程序的过多内存使用情…

为什么说PHP是很糟糕的,也是很好的编程语言

点击上方蓝字关注我,了解更多咨询PHP 又是一门相当奇怪的编程语言。当人们抱怨这门语言“很糟糕”时,他们并没有说错。这门语言确实有很多不好的地方。搁在以前,这门语言还有更多糟糕的问题。嘲笑 PHP 的博文《全面解析 PHP 的糟糕设计》(PHP…

Objective-C学习中对 C语言的扩展

点击上方蓝字关注我,了解更多咨询Objective-C学习中对 C 的扩展是本文要介绍的内容,Objective-C和Cocoa是苹果公司Mac OS X操作系统的核心。Objective-C语言是C语言的一个扩展集,许多具备Mac OS X外观的应用程序都是使用该语言开发的。Cocoa是…

神武4手游服务器维护,神武4手游 本周新手服限服开启 !

《神武4》手游新老玩家互动福利新手服即将于本周在天下无双、二〇二〇、见龙在田限服开启,通过“老带新”模式,助力萌新玩家快乐成长的同时,也为老玩家送出更多福利好礼。【《神武4》手游新手服限服开启 】服务器等级≥65且自身等级≥69级的玩…

双向数据绑定是什么

一、什么是双向绑定 我们先从单向绑定切入单向绑定非常简单,就是把Model绑定到View,当我们用JavaScript代码更新Model时,View就会自动更新双向绑定就很容易联想到了,在单向绑定的基础上,用户更新了View,Mo…

织梦网站上传服务器不显示图片,解决织梦后台登陆不显示验证码图片问题

最近在工作中遇到一个问题,用织梦搭建好的网站,在本地上测试没问题但是上传到正式服务器上就出问题了,在后台登陆的时候,验证码的图片老是显示不出来,后来查阅了相关资料才终于找到问题的根本原因,下面就分…

Python与C语言的区别是什么?

点击上方蓝字关注我,了解更多咨询Python与C语言的区别是什么?Python是由C语言实现,C语言是编译型语言,经过编译后生成机器码再运行,执行速度快不能跨平台,一般用于操作系统驱动等底层开发。Python是理解为解释型语言执…

C语言数据类型从计算机原理的角度是怎样看待的?

点击上方蓝字关注我,了解更多咨询初学C语言,首先要接触的就是数据类型了,这也是学习任何一门语言所必须经历的阶段。很多同学在学习的时候不理解数据类型,因为对计算机及原理知之甚少。所以,在学习数据类型之前&#x…

android module中获取 app_Android组件化架构 - 4. 动态创建

Android 组件化中使用动态创建的作用是解耦;1. 反射机制反射有两个作用:1.反编译:.class->.java;2.通过反射机制访问java对象中的属性,方法,构造器等;实现反射,实际上是得到Class对象2. 动态…

小白适用的C语言数据类型转换及转换规则

点击上方蓝字关注我,了解更多咨询1.不同类型数据间的混合运算与类型转换:①若参与运算量的类型不同,则先转换成同一类型,然后进行运算②转换按数据长度增加的方向进行,以保证精度不降低。如int型和long型运算时&#x…

jax-ws和jax-rs_带有JAX-RS和PrimeFaces的RESTful图表

jax-ws和jax-rs通常,利用图表提供数据的直观表示很有用。 PrimeFaces提供制图解决方案,可轻松将数据的可视表示形式添加到Web和移动应用程序中。 如果我们将PrimeFaces图表组件的使用与RESTful Web服务数据结合在一起,我们可以创建自定义图表…

udp 使用connect优点_nodejs源码分析第十九章 -- udp模块

udp不是面向连接的协议,所以使用上会比tcp简单,他和tcp一样,使用四元组来标记通信的双方(单播的情况下)。我们看看udp作为服务器和客户端的时候的流程。1 在c语言中使用udp1.1 服务器流程(伪代码&#xff0…

C语言与Java的对比,你想好选谁了吗?

点击上方蓝字关注我,了解更多咨询很多同学纠结自己应该学C语言还是学Java,本篇文章带你细致了解C语言与Java的各方面的不同之处,让你能够更全面的把握编程语言!1.Java与C语言各自的优势C语言是面向过程的语言,执行效率…

C语言:初始C语言

点击上方蓝字关注我,了解更多咨询什么是C语言为什么学习C语言?第一个C语言程序什么是C语言说到语言,可能会想到汉语,英语这些人与人之间交流的语言,语言是人与人之间沟通的桥梁,通过语言,我们得…

apache camel_带有调试器的Apache Camel Eclipse工具

apache camel大约2个月前, Lars Heineman在 JBoss工具堆栈中写了关于改进的Apache Camel Eclipse工具的博客。 在即将发布的版本中,他们将Camel调试器与本机Eclipse调试器集成在一起,因此当您使用断点时,您将获得Eclipse调试体验…

服务器皮肤在哪个文件里,服务器怎么使用皮肤

服务器怎么使用皮肤 内容精选换一换在使用云服务器备份制作的整机镜像创建弹性云服务器时,创建速度很慢,或者界面提示用户:该镜像不支持快速创建云服务器功能。CSBS服务早期提供的老备份格式无法支持快速创建云服务器,因此&#x…

c语言中?:的用法

点击上方蓝字关注我&#xff0c;了解更多咨询?:是C语言中的三目运算符&#xff0c;可以用来替代 if—else 语句。?:的使用方法为&#xff1a;<表达式1>?<表达式2>:<表达式3>它是对第一个表达式作真/假检测&#xff0c;然后根据结果返回另外两个表达式中的…