c++中内存分类

局部变量，存储位置：栈，存储时间：变量所在程序运行时间

全局变量，存储位置：静态存储区，存储时间：程序运行时间

static 静态变量，存储位置：静态数据区，存储时间：第一次初始化到程序运行结束

new 手动分配，存储位置：堆区，存储时间：从new到delete

c++存储空间共分为5个：

静态存储区：程序编译的时候就已经分配好，用于存放全局变量，常量，局部静态变量，全局静态变量

全局（静态）存储区：分为 DATA 段和 BSS 段。DATA 段（全局初始化区）存放初始化的全局变量和静态变量；BSS 段（全局未初始化区）存放未初始化的全局变量和静态变量。程序运行结束时自动释放。其中BBS段在程序执行之前会被系统自动清0，所以未初始化的全局变量和静态变量在程序执行之前已经为0。存储在静态数据区的变量会在程序刚开始运行时就完成初始化，也是唯一的一次初始化。

在 C++ 中 static 的内部实现机制：静态数据成员要在程序一开始运行时就必须存在。因为函数在程序运行中被调用，所以静态数据成员不能在任何函数内分配空间和初始化。只能在main函数之前或者类的定义中进行定义，因为要实际的分配空间，所以不能在类的声明中定义

1、全局静态变量：
定义：.在全局变量之前加上关键字static，全局变量就被定义成为一个全局静态变量。
说明：
1）内存中的位置：静态存储区（静态存储区在整个程序运行期间都存在）
2）初始化：未经初始化的全局静态变量会被程序自动初始化为0（自动对象的值是任意的，除非它被显示初始化）
3）作用域：全局静态变量在声明它的文件之外是不可见的。准确地讲从定义之处开始到文件结尾。
定义全局静态变量的好处：
1）不会被其他文件所访问，修改。
2）其他文件中可以使用相同名字的变量，不会发生冲突。

2、局部静态变量：
定义：在局部变量之前加上关键字static，局部变量就被定义成为一个局部静态变量。
说明：
1）内存中的位置：静态存储区
2）初始化：未经初始化的局部静态变量会被程序自动初始化为0（自动对象的值是任意的，除非他被显示初始化）
3）作用域：作用域仍为局部作用域，当定义它的函数或者语句块结束的时候，作用域随之结束。
注：当static用来修饰局部变量的时候，它就改变了局部变量的存储位置，从原来的栈中存放改为静态存储区。但是局部静态变量在离开作用域之后，并没有被销毁，而是仍然驻留在内存当中，直到程序结束，只不过我们不能再对它进行访问。
当static用来修饰全局变量的时候，它就改变了全局变量的作用域（在声明它的文件之外是不可见的），但是没有改变它的存放位置，还是在静态存储区中。

局部静态变量和全局静态变量的作用域为当前文件或当前类变量，不可被其他文件调用，定义范围是函数外，可以在头文件中定义，但是不能在类的声明中定义。

全局变量的作用域为其定义位置开始，至文件结尾，也即只有文件作用域，extern可以扩展全局变量的作用域使其可以被其他的文件调用，定义范围是函数外，可以在头文件中定义

常量是固定值，一经定义无法进行修改，作用域为定义的函数或者文件或者类内，定义范围define为函数外，const为任意位置

test.cpp:

#include<iostream>

#include"test1.hpp"

using namespace std;

int num5 = 1;//定义全局变量，作用域为当前文件从这一行到下面所有，其他文件可使用extern调用

//static int num4 = 1;//定义全局静态变量，作用域为当前文件，其他文件不可使用extern进行调用

// static int num4;//如果没有初始化，会默认初始化为0

// int Fun(int num1)

// {

// int num2=0;

// static int num3=3;//定义局部静态变量，只会初始化一次

// num2=num2+1;

// num3=num3+1;

// return num1+num2+num3+num4;

// }

int main()

{

int i,num;

num=2;

for(i=0;i<3;i++)

{

cout<<Fun(num)<<" "<<endl;

}

return 0;

}

test.hpp:

#include<iostream>

using namespace std;

extern int num5;

static int num4;//如果没有初始化，会默认初始化为0

#define NUM6 1//定义常量

const int NUM7 = 1;//定义常量

int Fun(int num1)

{

int num2=0;

static int num3=3;//定义局部静态变量，只会初始化一次

num2=num2+1;

num3=num3+1;

return num1+num2+num3+num4+num5+NUM6+NUM7;

}

栈区:用于存储局部变量

函数执行结束的时候局部变量自动的释放，栈区效率很高，但是分配的内存容量有限

堆区：动态内存分配区

使用new来申请，使用delete来删除，生存期有程序员决定，但是要注意删除，以及删除了之后要将指针指向NULL，防止产生野指针

文字常量区：用于存储常量字符串

程序代码区：用于存放函数的二进制代码

堆与栈的区别：
主要有6点区别：

1、管理方式不同：
对于栈来讲，是由编译器自动管理，无需我们手工控制；对于堆来说，释放工作由程序员控制，容易产生memory leak。

2、空间大小不同：
一般来讲在32位系统下，堆内存可以达到4G的空间，从这个角度来看堆内存几乎是没有什么限制的。但是对于栈来讲，一般都是有一定的空间大小的，例如，在VC6下面，默认的栈空间大小是1M（好像是，记不清楚了）。当然，我们可以修改：打开工程，依次操作菜单如下：Project->Setting->Link，在Category 中选中Output，然后在Reserve中设定堆栈的最大值和commit。注意：reserve最小值为4Byte；commit是保留在虚拟内存的页文件里面，它设置的较大会使栈开辟较大的值，可能增加内存的开销和启动时间。

3、产生碎片不同：
对于堆来讲，频繁的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。对于栈来讲，则不会存在这个问题，因为栈是先进后出的队列，他们是如此的一一对应，以至于永远都不可能有一个内存块从栈中间弹出，在它弹出之前，在他上面的后进的栈内容已经被弹出，详细的可以参考数据结构，这里我们就不再一一讨论了。

4、生长方向不同：
对于堆来讲，生长方向是向上的，也就是向着内存地址增加的方向；对于栈来讲，它的生长方向是向下的，是向着内存地址减小的方向增长。

5、分配方式不同：
堆都是动态分配的，没有静态分配的堆。栈有2种分配方式：静态分配和动态分配。静态分配是编译器完成的，比如局部变量的分配。动态分配由alloca函数进行分配，但是栈的动态分配和堆是不同的，它的动态分配是由编译器进行释放，无需我们手工实现。

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，这就决定了栈的效率比较高。堆则是C/C++函数库提供的，它的机制是很复杂的，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小的空间，如果没有足够大小的空间（可能是由于内存碎片太多），就有可能调用系统功能去增加程序数据段的内存空间，这样就有机会分到足够大小的内存，然后进行返回。显然，堆的效率比栈要低得多。

从这里我们可以看到，堆和栈相比，由于大量new/delete的使用，容易造成大量的内存碎片；由于没有专门的系统支持，效率很低；由于可能引发用户态和核心态的切换，内存的申请，代价变得更加昂贵。所以栈在程序中是应用最广泛的，就算是函数的调用也利用栈去完成，函数调用过程中的参数，返回地址，EBP和局部变量都采用栈的方式存放。所以，我们推荐大家尽量用栈，而不是用堆。虽然栈有如此众多的好处，但是由于和堆相比不是那么灵活，有时候分配大量的内存空间，还是用堆好一些。

参考(85条消息) C++内存空间：静态存储区、栈、堆、文字常量区、程序代码区_algsup的博客-CSDN博客_c++静态存储区

原文链接: https://www.cnblogs.com/uestc-du/p/17062906.html

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