動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)方式

所謂動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)方式是指在程序運(yùn)行期間根據(jù)需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)的分配存儲(chǔ)空間的方式。動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)變量是在程序執(zhí)行過程中，使用它時(shí)才分配存儲(chǔ)單元，?使用完畢立即釋放。?典型的例子是函數(shù)的形式參數(shù)，在函數(shù)定義時(shí)并不給形參分配存儲(chǔ)單元，只是在函數(shù)被調(diào)用時(shí)，才予以分配，?調(diào)用函數(shù)完畢立即釋放。如果一個(gè)函數(shù)被多次調(diào)用，則反復(fù)地分配、?釋放形參變量的存儲(chǔ)單元。

靜態(tài)存儲(chǔ)方式

所謂靜態(tài)存儲(chǔ)方式是指在程序編譯期間分配固定的存儲(chǔ)空間的方式。該存儲(chǔ)方式通常是在變量定義時(shí)就分定存儲(chǔ)單元并一直保持不變，?直至整個(gè)程序結(jié)束。全局變量，靜態(tài)變量等就屬于此類存儲(chǔ)方式。

總結(jié)

從以上分析可知，?靜態(tài)存儲(chǔ)變量是一直存在的，?而動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)變量則時(shí)而存在時(shí)而消失。我們又把這種由于變量存儲(chǔ)方式不同而產(chǎn)生的特性稱變量的生存期。?生存期表示了變量存在的時(shí)間。?生存期和作用域是從時(shí)間和空間這兩個(gè)不同的角度來描述變量的特性，這兩者既有聯(lián)系，又有區(qū)別。?一個(gè)變量究竟屬于哪一種存儲(chǔ)方式，?并不能僅從其作用域來判斷，還應(yīng)有明確的存儲(chǔ)類型說明。

內(nèi)存中用戶存儲(chǔ)空間的分配情況（三種）：

?程序區(qū)：存放程序語句

靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)：存放全局變量，在程序開始執(zhí)行時(shí)給全局變量分配存儲(chǔ)區(qū)，程序執(zhí)行完畢就釋放。

動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)區(qū)：存放以下數(shù)據(jù)：函數(shù)形式參數(shù)。在調(diào)用函數(shù)時(shí)給形參分配存儲(chǔ)空間；自動(dòng)變量(未加static聲明的局部變量)?；函數(shù)調(diào)用時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)和返回地址等；

棧

棧就是那些由編輯器在需要的時(shí)候分配，在不需要的時(shí)候自動(dòng)清除的變量的存儲(chǔ)區(qū)，里面的變量通常是局部變量。函數(shù)參數(shù)等。

堆

就是那些右new分配的內(nèi)存塊，他們的釋放編輯器不去管，由我們的應(yīng)用程序去控制，一般一個(gè)new就要對(duì)應(yīng)一個(gè)delete.如果程序員沒有釋放掉，那么在程序結(jié)束后，操作系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)回收。

堆和棧的區(qū)別主要為：

1.管理方式不同： 對(duì)于棧來講，是由編譯器自動(dòng)管理，無需我們手工控制；對(duì)于堆來說，釋放工作由程序員控制，容易產(chǎn)生memory leak。

2.能否產(chǎn)生碎片不同：對(duì)于堆來講，頻繁的new/delete勢(shì)必會(huì)造成內(nèi)存空間的不連續(xù)，從而造成大量的碎片，使程序效率降低。對(duì)于棧來講，則不會(huì)存在這個(gè)問題，因?yàn)闂Ｊ窍冗M(jìn)后出的隊(duì)列，他

? 們是如此的一一對(duì)應(yīng)，以至于永遠(yuǎn)都不可能有一個(gè)內(nèi)存塊從棧中間彈出，在他彈出之前，在他上面的后進(jìn)的棧內(nèi)容已經(jīng)被彈出

3.生長方向：對(duì)于堆來講，生長方向是向上的，也就是向著內(nèi)存地址增加的方向；對(duì)于棧來講，它的生長方向是向下的，是向著內(nèi)存地址減小的方向增長。

4.分配方式：堆都是動(dòng)態(tài)分配的，沒有靜態(tài)分配的堆。棧有2種分配方式：靜態(tài)分配和動(dòng)態(tài)分配。靜態(tài)分配是編譯器完成的，比如局部變量的分配。動(dòng)態(tài)分配由alloca函數(shù)進(jìn)行分配，但是棧的動(dòng)? 態(tài)分配和堆是不同的，他的動(dòng)態(tài)分配是由編譯器進(jìn)行釋放，無需我們手工實(shí)現(xiàn)。

5.分配效率：棧是機(jī)器系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，計(jì)算機(jī)會(huì)在底層對(duì)棧提供支持：分配專門的寄存器存放棧的地址，壓棧出棧都有專門的指令執(zhí)行，這就決定了棧的效率比較高。堆則是C/C++函數(shù)庫提供的，它的機(jī)制是很復(fù)雜的，例如為了分配一塊內(nèi)存，庫函數(shù)會(huì)按照一定的算法（具體的算法可以參考數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)/操作系統(tǒng)）在堆內(nèi)存中搜索可用的足夠大小的空間，如果沒有足夠大小的空間（可能是由于內(nèi)存碎片太多），就有可能調(diào)用系統(tǒng)功能去增加程序數(shù)據(jù)段的內(nèi)存空間，這樣就有機(jī)會(huì)分到足夠大小的內(nèi)存，然后進(jìn)行返回。顯然，堆的效率比棧要低得多。?

總結(jié)

堆和棧相比，由于大量new/delete的使用，容易造成大量的內(nèi)存碎片；由于沒有專門的系統(tǒng)支持，效率很低；由于可能引發(fā)用戶態(tài)和核心態(tài)的切換，內(nèi)存的申請(qǐng)，代價(jià)變得更加昂貴。所以棧在程序中是應(yīng)用最廣泛的，就算是函數(shù)的調(diào)用也利用棧去完成，函數(shù)調(diào)用過程中的參數(shù)，返回地址，EBP和局部變量都采用棧的方式存放。所以，我們推薦大家盡量用棧，而不是用堆。???
棧有如此眾多的好處，但是由于和堆相比不是那么靈活，有時(shí)候分配大量的內(nèi)存空間，還是用堆好一些。
無論是堆還是棧，都要防止越界現(xiàn)象的發(fā)生（除非你是故意使其越界），因?yàn)樵浇绲慕Y(jié)果要么是程序崩潰，要么是摧毀程序的堆、棧結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生以想不到的結(jié)果,就算是在你的程序運(yùn)行過程中，沒有發(fā)生上面的問題，你還是要小心，說不定什么時(shí)候就崩掉，那時(shí)候debug可是相當(dāng)困難的：）??

以下轉(zhuǎn)載一篇關(guān)于棧和堆的區(qū)別的文章

來源：http://www.chinaitpower.com/2005September/2005-09-13/206685.html

一、預(yù)備知識(shí)—程序的內(nèi)存分配

一個(gè)由c/C++編譯的程序占用的內(nèi)存分為以下幾個(gè)部分?
1、棧區(qū)（stack）— 由編譯器自動(dòng)分配釋放 ，存放函數(shù)的參數(shù)值，局部變量的值等。其操作方式類似于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的棧。?
2、堆區(qū)（heap） — 一般由程序員分配釋放， 若程序員不釋放，程序結(jié)束時(shí)可能由OS回收 。注意它與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的堆是兩回事，分配方式倒是類似于鏈表，呵呵。?
3、全局區(qū)（靜態(tài)區(qū)）（static）—，全局變量和靜態(tài)變量的存儲(chǔ)是放在一塊的，初始化的全局變量和靜態(tài)變量在一塊區(qū)域， 未初始化的全局變量和未初始化的靜態(tài)變量在相鄰的另一塊區(qū)域。 - 程序結(jié)束后有系統(tǒng)釋放?
4、文字常量區(qū) —常量字符串就是放在這里的。 程序結(jié)束后由系統(tǒng)釋放?
5、程序代碼區(qū)—存放函數(shù)體的二進(jìn)制代碼。?
二、例子程序?
這是一個(gè)前輩寫的，非常詳細(xì)?
//main.cpp?
int a = 0; 全局初始化區(qū)?
char *p1; 全局未初始化區(qū)?
main()?
{?
int b; 棧?
char s[] = "abc"; 棧?
char *p2; 棧?
char *p3 = "123456"; 123456在常量區(qū)，p3在棧上。?
static int c =0； 全局（靜態(tài)）初始化區(qū)?
p1 = (char *)malloc(10);?
p2 = (char *)malloc(20);?
分配得來得10和20字節(jié)的區(qū)域就在堆區(qū)。?
strcpy(p1, "123456"); 123456放在常量區(qū)，編譯器可能會(huì)將它與p3所指向的"123456"優(yōu)化成一個(gè)地方。?
}?
二、堆和棧的理論知識(shí)?
2.1申請(qǐng)方式?
stack:?
由系統(tǒng)自動(dòng)分配。 例如，聲明在函數(shù)中一個(gè)局部變量 int b; 系統(tǒng)自動(dòng)在棧中為b開辟空間?
heap:?
需要程序員自己申請(qǐng)，并指明大小，在c中malloc函數(shù)?
如p1 = (char *)malloc(10);?
在C++中用new運(yùn)算符?
如p2 = (char *)malloc(10);?
但是注意p1、p2本身是在棧中的。?
2.2?
申請(qǐng)后系統(tǒng)的響應(yīng)?
棧：只要棧的剩余空間大于所申請(qǐng)空間，系統(tǒng)將為程序提供內(nèi)存，否則將報(bào)異常提示棧溢出。?
堆：首先應(yīng)該知道操作系統(tǒng)有一個(gè)記錄空閑內(nèi)存地址的鏈表，當(dāng)系統(tǒng)收到程序的申請(qǐng)時(shí)，會(huì)遍歷該鏈表，尋找第一個(gè)空間大于所申請(qǐng)空間的堆結(jié)點(diǎn)，然后將該結(jié)點(diǎn)從空閑結(jié)點(diǎn)鏈表中刪除，并將該結(jié)點(diǎn)的空間分配給程序，另外，對(duì)于大多數(shù)系統(tǒng)，會(huì)在這塊內(nèi)存空間中的首地址處記錄本次分配的大小，這樣，代碼中的delete語句才能正確的釋放本內(nèi)存空間。另外，由于找到的堆結(jié)點(diǎn)的大小不一定正好等于申請(qǐng)的大小，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)的將多余的那部分重新放入空閑鏈表中。?
2.3申請(qǐng)大小的限制?
棧：在Windows下,棧是向低地址擴(kuò)展的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是一塊連續(xù)的內(nèi)存的區(qū)域。這句話的意思是棧頂?shù)牡刂泛蜅５淖畲笕萘渴窍到y(tǒng)預(yù)先規(guī)定好的，在 WINDOWS下，棧的大小是2M（也有的說是1M，總之是一個(gè)編譯時(shí)就確定的常數(shù)），如果申請(qǐng)的空間超過棧的剩余空間時(shí)，將提示overflow。因此，能從棧獲得的空間較小。?
堆：堆是向高地址擴(kuò)展的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是不連續(xù)的內(nèi)存區(qū)域。這是由于系統(tǒng)是用鏈表來存儲(chǔ)的空閑內(nèi)存地址的，自然是不連續(xù)的，而鏈表的遍歷方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中有效的虛擬內(nèi)存。由此可見，堆獲得的空間比較靈活，也比較大。?
2.4申請(qǐng)效率的比較：?
棧由系統(tǒng)自動(dòng)分配，速度較快。但程序員是無法控制的。?
堆是由new分配的內(nèi)存，一般速度比較慢，而且容易產(chǎn)生內(nèi)存碎片,不過用起來最方便.?
另外，在WINDOWS下，最好的方式是用VirtualAlloc分配內(nèi)存，他不是在堆，也不是在棧是直接在進(jìn)程的地址空間中保留一快內(nèi)存，雖然用起來最不方便。但是速度快，也最靈活?
2.5堆和棧中的存儲(chǔ)內(nèi)容?
棧： 在函數(shù)調(diào)用時(shí)，第一個(gè)進(jìn)棧的是主函數(shù)中后的下一條指令（函數(shù)調(diào)用語句的下一條可執(zhí)行語句）的地址，然后是函數(shù)的各個(gè)參數(shù)，在大多數(shù)的C編譯器中，參數(shù)是由右往左入棧的，然后是函數(shù)中的局部變量。注意靜態(tài)變量是不入棧的。?
當(dāng)本次函數(shù)調(diào)用結(jié)束后，局部變量先出棧，然后是參數(shù)，最后棧頂指針指向最開始存的地址，也就是主函數(shù)中的下一條指令，程序由該點(diǎn)繼續(xù)運(yùn)行。?
堆：一般是在堆的頭部用一個(gè)字節(jié)存放堆的大小。堆中的具體內(nèi)容有程序員安排。?
2.6存取效率的比較?

char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa";?
char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb";?
aaaaaaaaaaa是在運(yùn)行時(shí)刻賦值的；?
而bbbbbbbbbbb是在編譯時(shí)就確定的；?
但是，在以后的存取中，在棧上的數(shù)組比指針?biāo)赶虻淖址?例如堆)快。?
比如：?
#include <stdio.h>?
void main()?
{?
char a = 1;?
char c[] = "1234567890";?
char *p ="1234567890";?
a = c[1];?
a = p[1];?
return;?
}?
對(duì)應(yīng)的匯編代碼?
10: a = c[1];?
00401067 8A 4D F1 mov cl,byte ptr [ebp-0Fh]?
0040106A 88 4D FC mov byte ptr [ebp-4],cl?
11: a = p[1];?
0040106D 8B 55 EC mov edx,dword ptr [ebp-14h]?
00401070 8A 42 01 mov al,byte ptr [edx+1]?
00401073 88 45 FC mov byte ptr [ebp-4],al?
第一種在讀取時(shí)直接就把字符串中的元素讀到寄存器cl中，而第二種則要先把指針值讀到edx中，在根據(jù)edx讀取字符，顯然慢了。

?
2.7小結(jié)：?
堆和棧的區(qū)別可以用如下的比喻來看出：?
使用棧就象我們?nèi)ワ堭^里吃飯，只管點(diǎn)菜（發(fā)出申請(qǐng)）、付錢、和吃（使用），吃飽了就走，不必理會(huì)切菜、洗菜等準(zhǔn)備工作和洗碗、刷鍋等掃尾工作，他的好處是快捷，但是自由度小。?
使用堆就象是自己動(dòng)手做喜歡吃的菜肴，比較麻煩，但是比較符合自己的口味，而且自由度大。?

堆和棧的區(qū)別主要分：?
操作系統(tǒng)方面的堆和棧，如上面說的那些，不多說了。?
還有就是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方面的堆和棧，這些都是不同的概念。這里的堆實(shí)際上指的就是（滿足堆性質(zhì)的）優(yōu)先隊(duì)列的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，第1個(gè)元素有最高的優(yōu)先權(quán)；棧實(shí)際上就是滿足先進(jìn)后出的性質(zhì)的數(shù)學(xué)或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。?
雖然堆棧，堆棧的說法是連起來叫，但是他們還是有很大區(qū)別的，連著叫只是由于歷史的原因。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的堆/栈/动态存储方式/静态存储方式的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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