堆、栈与内存管理

    C++的内存区域分为五个区，分别是堆、栈、自由存储区、全局/静态存储区和常量存储区。

    （1）Stack（栈），是存在于某作用域（scope）的一块内存空间（memory space）。例如当你调用函数，函数本身即会形成一个stack用来放置它接收的参数，以及返回的地址。在函数本体内声明的任何变量，其所使用的内存块都取自上述stack。

   （2）Heap（堆），或称system heap，是指由操作系统提供的一块global内存空间，程序可由new动态分配（dynamic allocated）从某获得若干区块（blocks）。

    （3）自由存储区，是由malloc等分配的内存块，和堆十分相似，用free来释放。

    （4）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C语言中，全局变量又分为初始化的和未初始化的，在C++中则没有这一区分）。

    （5）常量存储区，这是一块特殊存储区，里面存放常量，不允许被修改。

    堆和自由存储区可以看做是同一块区域，new底层实现代码中调用malloc，new可以看做是malloc智能化的高级版本。堆和栈在内存中的生长方向是相反的，栈的生长方向是向下的，即向着内存地址减小的方向增长；而堆的生长方向是向上的，向着内存地址增加的方向增长。

    下面通过例子，来理解一下具体概念：

class Complex (...);
...
{
  Complex c1(1,2);
  Complex* p = new Complex(3);
}

c1所占的空间来自stack。Complex(3)是个临时对象，其所占用的空间是以new自heap动态分配而得的，并由指针p指向。

char *p1 = "123456";
char *p2 = (char *)malloc(10);

指针p1和p2本身存于栈中，p1所指对象存于常量存储区，p2所指对象存于堆中。

    stack objects的生命期

class Complex {...};
...
{
  Complex c1(1,2);
}

c1便是stack object，其生命在作用域结束之际结束，这种作用域内的object，又称为auto object，因为它会被自动清理（析构函数会被自动调用）。

    static local objects的生命期

class Complex {...};
...
{
  static Complex c2(1,2);
}

c2便是static object，其生命在作用域结束之后仍然存在，直到整个程序结束。

    global objects的生命期

class Complex {...};
...
Complex c3(1,2);

int main()
{
  ...
}

c3便是global object（在任何大括号之外的变量），其生命在整个程序结束之后才结束。也可以把它视为一种static object，其作用域是整个程序。

    heap objects的生命期

class Complex {...};
...
{
  Complex* p = new Complex;
  ...
  delete p;
}

p所指的便是heap object，其生命在它被delete之际结束。如果没有delete p语句，就会出现内存泄露，因为当作用域结束，p所指的heap object仍然存在，但指针p的生命却结束了，作用域之外再也看不到p（也就没有机会delete p）。

    new是先分配内存，再调用构造函数；而delete是先调用析构函数，再释放内存。