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C/C++编译的程序的内存分配
一、内存分配方式：
静态分配方式：是指在程序编译和链接的时候分配固定的存储空间的方式。
动态分配方式：是在程序运行期间根据需要进行动态的分配存储空间的方式。
静态内存分配是在程序执行之前进行的因而效率比较高，而动态内存分配则可以灵活的处理未知数目的。
静态与动态内存分配的主要区别如下：
静态对象是有名字的变量，可以直接对其进行操作；动态对象是没有名字的变量，需要通过指针间接地对它进行操作。
静态对象的分配与释放由编译器自动处理；动态对象的分配与释放必须由程序员显式地管理，它通过malloc，calloc和free等函数（C++中为new和delete运算符）来完成
扩展：分配内存的函数：（以下函数使用时都是需要包含库头文件：在C中#include<stdlib.h> / c++ 中 #include<cstdlib>）
1）.分配内存空间函数malloc
调用形式： (类型说明符*) malloc (size) 功能：在内存的动态存储区中分配一块长度为"size" 字节的连续区域。函数的返回值为该区域的首地址。 “类型说明符”表示把该区域用于何种数据类型。(类型说明符*)表示把返回值强制转换为该类型指针。“size”是一个无符号数。例如： pc=(char *) malloc (100); 表示分配100个字节的内存空间，并强制转换为字符数组类型， 函数的返回值为指向该字符数组的指针， 把该指针赋予指针变量pc。malloc申请的内存位于堆中。调用malloc()函数之后，还需调用函数memset初始化这部分内存空间
使用方式如下：
int *p1;
p1=(int *)malloc(10*sizeof(int));
2）.分配内存空间函数 calloc
calloc 也用于分配内存空间。调用形式： (类型说明符*)calloc(n,size)功能：在内存动态存储区中分配n块长度为“size”字节的连续区域。函数的返回值为该区域的首地址。(类型说明符*)用于强制类型转换。calloc函数与malloc 函数的区别仅在于一次可以分配n块区域。例如： ps=(struet stu*) calloc(2,sizeof (struct stu)); 其中的sizeof(struct stu)是求stu的结构长度。因此该语句的意思是：按stu的长度分配2块连续区域，强制转换为stu类型，并把其首地址赋予指针变量ps。动态分配的内存进行初始化，全部清零。
使用方式如下：
ptr=(struct data *)calloc (count,sizeof(strunt data)) //申请并初始化空间
3）.分配内存空间函数 alloca
alloca函数用来在栈中分配size个字节的内存空间，因此函数返回时会自动释放掉空间。返回值：若分配成功返回指针，失败则返回NULL。
alloca是向栈申请内存，无需释放，alloca会将这部分内存空间初始化为0。
4）.分配内存空间函数 realloc
realloc函数用来从堆上分配内存，当需要扩大一块内存空间时，realloc()试图直接从堆上当前内存段后面的字节中获得更多的内存空间，如果能够满足，则返回原指针；如果当前内存段后面的空闲字节不够，那么就使用堆上第一个能够满足这一要求的内存块，将目前的数据复制到新的位置，而将原来的数据块释放掉。如果内存不足，重新申请空间失败，则返回NULL。此函数定义如下：
void *realloc(void *ptr,size_t size)
参数ptr为先前由malloc、calloc和realloc所返回的内存指针，而参数size为新配置的内存大小。
使用如下：
type * ptr;
ptr=realloc(ptr,new_amount);
5）.释放内存空间函数free
调用形式： free(void*ptr); 功能：释放ptr所指向的一块内存空间，ptr 是一个任意类型的指针变量，它指向被释放区域的首地址。被释放区应是由malloc或calloc，alloca函数所分配的区域。
在C语言中，存储区可以分成全局区，常量区，代码区，栈，堆；如下图所示（图片借别人的，有助于理解）：
二、内存存储区分配结构：
程序运行时内存的结构：
1.全局区（静态区）（static）:全局变量和静态变量的存储是放在这里的，初始化的全局变量和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。它是在程序编译时就已经分配好的，在整个运行期间都存在。程序结束后由系统释放 。在程序执行过程中它们占据固定的存储单元，而不动态地进行分配和释放。
2. 文字常量区 : 常量存储，常量字符串就是放在这里的。程序结束后由系统释放 。
3. 程序代码区 :存放函数体的二进制代码。
4.堆（heap）区：堆是用于存放进程运行中被动态分配的内存段，它的大小并不固定，可动态扩张或缩减，且向上增长。一般由程序员手动分配释放，如果没手动释放，在程序结束时可能由OS释放。当进程调用malloc等函数或者new运算符分配内存时，新分配的内存就被动态添加到堆上（堆被扩张）；当利用free等函数或者delete运算符释放内存时，被释放的内存从堆中被剔除（堆被缩减）。（注意：new/delete是运算符，会调用构造和析构函数，而malloc/free是库函数，不会调用构造和析构函数。）注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式类似于链表。
5.栈(stack)区：栈又称堆栈，由编译器自动分配释放。用户存放程序临时创建的局部变量，也就是说我们函数括弧“{}”中定义的变量（但不包括static声明的变量，static意味着在全局区中存放变量）。除此以外，在函数被调用时，其参数也会被压入发起调用的进程栈中，并且待到调用结束后，函数的返回值也会被存放回栈中。由于栈的先进先出特点，所以栈特别方便用来保存/恢复调用现场。注意栈是向下增长的。使用起来也是和数据结构的栈类似。栈区属于静态分配内存，预编译阶段就确定好了大小。
补充：
栈和堆的主要区别有以下几点：
（1）管理方式不同。
栈编译器自动管理，无需程序员手工控制；而堆空间的申请释放工作由程序员控制，容易产生内存泄漏。
（2）空间大小不同。
栈是向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存区域。这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的，当申请的空间超过栈的剩余空间时，将提示溢出。因此，用户能从栈获得的空间较小。
堆是向高地址扩展的数据结构，是不连续的内存区域。因为系统是用链表来存储空闲内存地址的，且链表的遍历方向是由低地址向高地址。由此可见，堆获得的空间较灵活，也较大。栈中元素都是一一对应的，不会存在一个内存块从栈中间弹出的情况。
（3）是否产生碎片。
对于堆来讲，频繁的malloc/free（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（虽然程序在退出后操作系统会对内存进行回收管理）。对于栈来讲，则不会存在这个问题。
（4）增长方向不同。
堆的增长方向是向上的，即向着内存地址增加的方向；栈的增长方向是向下的，即向着内存地址减小的方向。
（5）分配方式不同。
堆都是程序中由malloc()函数动态申请分配并由free()函数释放的；栈的分配和释放是由编译器完成的，栈的动态分配由alloca()函数完成，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申请和释放的，无需手工实现。
（6）分配效率不同。
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。堆则是C函数库提供的，它的机制很复杂，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的空间，如果没有足够大的空间（可能是由于内存碎片太多），就有需要操作系统来重新整理内存空间，这样就有机会分到足够大小的内存，然后返回。显然，堆的效率比栈要低得多。
程序在存储时的分区：
.bss段：bss段（bss segment）通常是指用来存放程序中未初始化的或者被初始化为0的全局变量/静态变量的一块内存区域。BSS是英文BlockStarted by Symbol的简称。BSS段属于静态内存分配。其特点是:可读写的，在程序执行之前BSS段会自动清0。所以，未初始的全局变量在程序执行之前已经成0了。bss并不给该段的数据分配空间，只是记录数据所需空间的大小.
.data段：数据段（data segment）通常是指用来存放程序中已初始化的全局变量的一块内存区域。数据段属于静态内存分配。数据段为数据分配空间，数据保存在目标文件中。BSS段的大小从可执行文件中得到，然后链接器得到这个大小的内存块，紧跟在数据段后面。当这个内存区进入程序的地址空间后全部清零。包含数据段和BSS段的整个区段此时通常称为数据区。
.text段：代码段（codesegment/text segment）通常是指用来存放程序执行代码的一块内存区域。这部分区域的大小在程序运行前就已经确定，并且内存区域通常属于只读,某些架构也允许代码段为可写，即允许修改程序。在代码段中，也有可能包含一些只读的常数变量，例如字符串常量等。
代码段属于程序指令，是可执行语句编译成机器代码后存在这里，而.bss 和.data段属于程序数据。程序中数据和指令是分开的。