详解C++中静态存储区与栈以及堆的区别

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学习C++而不理解内存分配是非常悲哀的,其实C++程序员不能掌握内存,不能理解内存,这是不能成为合格的C++程序员的,下面就跟着风之恋奇迹技术频道小编详解C++中静态存储区与栈以及堆的区别吧!
一、内存基本构成
可编程内存在基本上分为这样的几大部分:静态存储区、堆区和栈区。他们的功能不同,对他们使用方式也就不同。
静态存储区: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。它主要存放静态数据、全局数据和常量。
栈区: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。
堆区:亦称动态内存分配。程序在运行的时候用malloc或new申请任意大小的内存,程序员自己负责在适当的时候用free或delete释放内存。动态内存的生存期可以由我们决定,如果我们不释放内存,程序将在最后才释放掉动态内存。 但是,良好的编程习惯是:如果某动态内存不再使用,需要将其释放掉,否则,我们认为发生了内存泄漏现象。

二、三者之间的区别
我们通过代码段来看看对这样的三部分内存需要怎样的操作和不同,以及应该注意怎样的地方。
例一:静态存储区与栈区

 

    char* p = “Hello World1”;
    char a[] = “Hello World2”;
    p[2] =‘A';
    a[2] =‘A';
    char* p1 = “Hello World1;”


这个程序是有错误的,错误发生在p[2] = ‘A'这行代码处,为什么呢,是变量p和变量数组a都存在于栈区的(任何临时变量都是处于栈区的,包括在main()函数中定义的变量)。但是,数据“Hello World1”和数据“Hello World2”是存储于不同的区域的。因为数据“Hello World2”存在于数组中,所以,此数据存储于栈区,对它修改是没有任何问题的。因为指针变量p仅仅能够存储某个存储空间的地址,数据“Hello World1”为字符串常量,所以存储在静态存储区。虽然通过p[2]可以访问到静态存储区中的第三个数据单元,即字符‘l'所在的存储的单元。但是因为数据“Hello World1”为字符串常量,不可以改变,所以在程序运行时,会报告内存错误。并且,如果此时对p和p1输出的时候会发现p和p1里面保存的地址是完全相同的。
例二:栈区与堆区

 

 

 


char* f1()
  { 
 char* p = NULL; 
 char a;  
 p =    return p; 
  } 

 char* f2()  
 { 
  char* p = NULL: 
  p =(char*)new char[4];
   return p;  
 } 


这两个函数都是将某个存储空间的地址返回,二者有何区别呢?f1()函数虽然返回的是一个存储空间,但是此空间为临时空间。也就是说,此空间只有短暂的生命周期,它的生命周期在函数f1()调用结束时,也就失去了它的生命价值,即:此空间被释放掉。所以,当调用f1()函数时,如果程序中有下面的语句:

 

 

 


    char* p;
    p = f1();
    *p =‘a';


此时,编译并不会报告错误,但是在程序运行时,会发生异常错误。因为,你对不应该操作的内存(即,已经释放掉的存储空间)进行了操作。但是,相比之下,f2()函数不会有任何问题。因为,new这个命令是在堆中申请存储空间,一旦申请成功,除非你将其delete或者程序终结,这块内存将一直存在。也可以这样理解,堆内存是共享单元,能够被多个函数共同访问。如果你需要有多个数据返回却苦无办法,堆内存将是一个很好的选择。但是一定要避免下面的事情发生:

 

 

 


   void f()
    {
    …
    char * p;
    p =(char*)new char[100];
    …
    }


这个程序做了一件很无意义并且会带来很大危害的事情。因为,虽然申请了堆内存,p保存了堆内存的首地址。但是,此变量是临时变量,当函数调用结束时p变量消失。也就是说,再也没有变量存储这块堆内存的首地址,我们将永远无法再使用那块堆内存了。但是,这块堆内存却一直标识被你所使用(因为没有到程序结束,你也没有将其delete,所以这块堆内存一直被标识拥有者是当前您的程序),进而其他进程或程序无法使用。这种不道德的“流氓行为”(我们不用,却也不让别人使用)称为内存泄漏。

总之,对于堆区、栈区和静态存储区它们之间最大的不同在于,栈的生命周期很短暂。但是堆区和静态存储区的生命周期相当于与程序的生命同时存在(如果您不在程序运行中间将堆内存delete的话),我们将这种变量或数据成为全局变量或数据。但是,对于堆区的内存空间使用更加灵活,因为它允许你在不需要它的时候,随时将它释放掉,而静态存储区将一直存在于程序的整个生命周期中。

本次风之恋奇迹技术频道小编给大家带来的详解C++中静态存储区与栈以及堆的区别介绍就到这里结束了,希望这篇文章可以帮助到那些想要在网上学习的朋友。

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