C++堆栈与函数调用

浏览数：27 / 时间：2015年06月08日

一、C++程序内存分配

1）在栈上创建。在执行函数时，函数内局部变量的存储单元都在栈上创建，函数结束是，这些存储单元自动被释放。栈内存的分配运算内置于处理器的指令集中，一般采用寄存器来存取，效率很高但是分配的内存容量有限。

2）从堆上分配，亦称动态内存分配。程序在运行时malloc或new任意多的内存，程序员自己负责在何时用free和Delete来释放内存。动态内存的生存周期由程序员自己决定，使用非常灵活。

3）从静态存储区域分配。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，例如全局变量，static变量。

4）文字常量分配在文字常量区，程序结束后由系统释放。

5）程序代码区。

下面举个例子：

 1 #include<string.h>
 2 #include<stdlib.h>
 3 int a=0;    //全局初始化区
 4 char *p1;   //全局未初始化区
 5 int main()
 6 {
 7     int b;  //栈
 8     char s[]="abc";//栈
 9     char *p2;   //栈
10     char *p3="12345";    //12345\0在常量区，p3在栈上
11     static int c=0;     //全局（静态）初始化区
12     p1=(char *)malloc(10);
13     p2=(char *)malloc(20);  //分配得来的10和20个字节在堆上
14     strcpy(p1,"12345"); //12345\0放在常量区，编译器可能会将它与p3所指向的“12345”优化成一个地方
15     return 0;
16 }

二、三种内存对象的比较

　　栈对象的优势是在适当的时间自动生成，又在适当的时间自动销毁，不需要程序员操心；而栈对象的创建速度一般较堆对象快，因为分配堆对象时，会调用operate new操作，operate new操作会采用某种内存空间搜索算法，而这个搜索过程可能是很浪费时间的，产生栈对象没有这么麻烦，它仅仅需要移动栈顶指针就行了。但是，要注意的是，通常栈空间容量比较小，一般是1MB~2MB，所以体积比较大的对象不适合在栈中分配。特别要注意在递归函数中最好不要使用栈对象，因为随着递归调用深度的增加，所需要的栈空间也会线性增加，当所需栈空间不够时，便会导致栈溢出，这样就会产生运行时错误。

　　堆对象创建和销毁都要程序员负责，所以，如果处理不好，就会发生内存问题。如果分配了堆对象却忘记了释放就会产生内存泄露；如果已经释放了对象，却没有将相应的指针置为NULL，该指针就是所谓的“悬挂指针”，再度调用此指针就会出现非法访问，严重时导致程序崩溃。但是高效地使用堆对象也可以大大提高代码质量。比如我们需要创建一个大对象，且需要被多个函数访问，那么这个时候创建一个堆对象无疑是良好的选择，因为我们通过在各个函数之间传递这个堆对象的指针，便可以实现对该对象的共享，相比整个对象的传递，大大降低了对象的拷贝时间。另外，相比于栈空间，堆的容量要大的多，甚至在物理内存不够时，如果这时还需要创建新的堆对象，通常不会产生运行是错误，而是系统会使用虚拟内存来扩展实际的物理内存。

　　静态存储区。所有的全局对象、静态对象都在静态存储区分配。全局对象时在main()函数执行之前就分配好了的。其实，在main函数的显示代码之前，会调用一个由编译器生成的_main()函数，而_main()函数会进行所有全局对象的构造和初始化工作。而在main()函数结束之前，会调用由编译器生成的exit函数，来释放所有的全局对象。

比如下面的代码：

void main()

{

　　//显式代码

}

实际上被转化成这样

void main()

{

　　_main();　　//隐式代码，由编译器产生，用于构造所有全局对象

　　... ...;　　 //显式代码

　　exit(); 　　 //隐式代码，由编译器产生，用于释放所有全局对象

}