从一个微型例子看“C/C++的内存分配机制”和“数组变量名与指针变量名”

内存分配方式有三种:

  1. 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。
  2. 在栈上创建。 在执行函数时,函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建,函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中,效率很高,但是分配的内存容量有限。 这个大小在linux上可以使用:ulimit -a | grep stack 来查看
  3. 从堆上分配,亦称动态内存分配。程序在运行的时候用malloc或new申请任意多少的内存,程序员自己负责在何时用free或delete释放内存。动态内存的生存期由我们决定,使用非常灵活,但问题也最多。
    复制代码#include<iostream>

    usingnamespacestd;

    charGetMemory(void){

    //p_arr是个数组的起始地址,这个数组的内容是存放在栈上面的。另外,非常值得一

    //提的是:系统没有为p_arr单独分配一个指针变量用来存放数组p_arr的起始地址。

    charp_arr[]="p_arr : hello world";





    //p_heap是一个指针变量,这个指针变量存在于栈上面,指针变量的值是指向的由

    //malloc分配得到的堆上的内存空间的起始地址。

    char
    p_heap=(char)malloc(sizeof(char)20);





    //ptr是一个指针变量,这个指针变量存在于栈上面,指针变量的值是指向的后面字符

    //串的起始地址,这个字符串是常量,是存在于静态存储区域的,不是在栈上,也不是

    //在堆上。

    charptr="ptr : hello world";



    strcpy(p_heap,
    "p_heap: hello world");

    printf(
    "%08Xn",p_arr);

    printf(
    "%08Xn",&p_arr);

    printf(
    "%08Xn",p_heap);

    printf(
    "%08Xn",&p_heap);

    printf(
    "%08Xn",ptr);

    printf(
    "%08Xn",&ptr);

    puts(p_arr);

    puts(ptr);

    puts(p_heap);

    //return p_arr;

    returnptr;

    }

    intmain(){

    char
    str=NULL;

    str
    =GetMemory();

    printf(
    "%08Xn",str);

    printf(
    "%08Xn",&str);

    puts(str);

    return0;

    }

    复制代码

    上面程序输出的结果是:

    DC726BF0DC726BF00EB29010DC726BE8004009D8DC726BE0p_arr : hello worldptr : hello worldp_heap: hello world004009D8DC726C28ptr : hello world

    这里面8有8行关于地址的输出,分别描述如下:

  4. DC726BF0这个地址是栈上面的,函数退出后,这块地址空间就废弃了。

  5. DC726BF0是栈上面的地址,之所以和上面一样,是因为栈上并没有分配一个单元用来存放数组指针,这个是使用char []和char * 的最根本的区别。
  6. 0EB29010这个地址是在堆上面的,直到delete才会释放掉这块内存。
  7. DC726BE8是栈上面的地址,用来存放指针变量p_heap的单元,p_heap的值就是上面堆上内存的地址。
  8. 004009D8这个地址是静态存储区的,函数退出后不会清除掉
  9. DC726BE0栈上面的地址,用来存放指针变量ptr的单元,ptr的值就是上面静态的存储区地址
  10. 004009D8这个是由函数返回的地址,就是上面静态存储区的地址
  11. DC726C28这个地址是main函数局部变量的存放地址,位置要比栈上的位置低
    从这个例子上也可以看出,栈的地址空间、堆的地址空间、静态存储空间、main函数的局部地址空间的关系,地址位置从高到低关系如下:
    栈-->main函数局部变量地址-->堆-->静态变量地址

可以看出来,静态地址最低,然后依次是:堆、main、栈。

另外的,还有一个“先声明的变量时在高地址区还是在低地址区”的问题,这个问题要看栈怎么生长的了,如果栈底在高内存,向低地址生长,自然先声明的变量在高地址。例如:在linux中,栈底就是在高地址的,所以后面声明的变量地址就是低地址。此外,在堆上的地址一般是从低到高的。下面的例子可以清晰的看出这两种情况。
复制代码#include<iostream>

classc1

{

public:

intnumber;

};

main()

{

inta=3;

intb=4;

printf(
"addr of a on stack: 0x%Xn",&a);

printf(
"addr of b on stack: 0x%Xn",&b);

c1
c=newc1();

c1
d=newc1();

int*e=newint(100);

printf(
"addr of c on stack: 0x%X--0x%X(on heap)n",&c,c);

printf(
"addr of d on stack: 0x%X--0x%X(on heap)n",&d,d);

}
复制代码

以上代码的输出:

addr of a on stack: 0x26F8A744addr of b on stack: 0x26F8A740addr of c on stack: 0x26F8A738--0xE7F1010(on heap)addr of d on stack: 0x26F8A730--0xE7F1030(on heap)

对于上面的输出解释如下:

  • a,b是位于main函数栈上的变量,他们地址的增长方向是从高到低的。另外,也请注意a和b的地址相差的距离是4个字节(虽然是64位机器和OS,但是int占用的空间还是32位)
  • c,d是位于main函数栈上的指针变量,同样是从高到低增长。这次要注意,他们相差的距离是8个字节(因为是c和d都是指针变量,要能够存下64位地址长度的数据)
  • 最后,要注意c和d指向的结构都位于堆上,这次他们地址的增长方向就是从低到高(从0xE7F1010到0xE7F1030)了。

http://www.cnblogs.com/welkinwalker/archive/2011/01/05/1926203.html
原文链接: https://www.cnblogs.com/wangicter/archive/2012/10/05/4767273.html

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