C++的存储特性

开发工具与关键技术:Visual Studio C++

作者:华境聪

撰写时间:2019年 04月 30日

存储特性分为4个区域:代码区、全局数据区、堆区、栈区。

第一个代码区:主要用于存放程序代码。

第二个全局数据区:存放程序的全局数据(main函数之前,函数的外部)和静态数据(static关键字修饰的变量,默认初始化为0,静态变量只会被初始化一次)。

例如,静态变量和局部变量的输出比较,代码如图显示:

 

输出如图显示:

 

第三个堆区:存放程序的动态数据(用new关键字创建的变量)。

堆:是一种非连续的树形储存数据结构,每个节点有一个值,整棵树是经过排序的。特点是根结点的值最小(或最大),且根结点的两个子树也是一个堆。常用来实现优先队列,存取随意。

堆内存:程序员向操作系统申请一块内存,当系统收到程序的申请时,会遍历一个记录空闲内存地址的链表,寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点,然后将该结点从空闲结点链表中删除,并将该结点的空间分配给程序。分配的速度较慢,地址不连续,容易碎片化。此外,由程序员申请,同时也必须由程序员负责销毁,否则则导致内存泄露

 

     代码结构如下,显示:

 

 

多次运行发现,d所指的地址是不定的,而b的地址是固定的,储存在可读区;前三个程序自动分配和销毁;而存放堆区的要程序员自己释放。

 

第四个栈区:存放程序的局部数据(函数中定义的变量)。

栈:是一种连续储存的数据结构,具有先进后出的性质。通常的操作有入栈(圧栈)、出栈和栈顶元素。想要读取栈中的某个元素,就要将其之前的所有元素出栈才能完成。类比现实中的杯子一样

栈内存:由程序自动向操作系统申请分配以及回收,速度快,使用方便,但程序员无法控制。若分配失败,则提示栈溢出错误。注意,const局部变量也储存在栈区内,栈区向地址减小的方向增长。

测试栈内存,如图:

输出结果:

&a2 < &a1 < &a,是逐渐减小的。

 

关于堆和栈的区别说明:

    使用栈就像我们去吃饭,客人点菜(发申请)-> 吃菜 -> 吃饱付款走人;不用理会做菜,炒菜等流程工作还有洗碗,刷锅等一些收尾工作。<特点:快捷,但自由度小>

    使用堆就像自己动手做喜欢吃的菜肴,比较麻烦,但合适自己口味,且自由度大。

 

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