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一、程序的內(nèi)存分配

一個由C/C++編譯的程序占用的內(nèi)存分為以下幾個部分：

1、棧區(qū)（stack）— 由編譯器自動分配釋放 ，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。

3、全局區(qū)（靜態(tài)區(qū)）（static）— 全局變量和靜態(tài)變量的存儲是放在一塊的，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)體的二進制代碼。

二、例子程序

//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\0";//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\0放在常量區(qū)，編譯器可能會將它與p3所指向的"123456"優(yōu)化成一個地方。}

三、從作用域看：

全局變量具有全局作用域。全局變量只需在一個源文件中定義，就可以作用于所有的源文件。當(dāng)然，其他不包含全局變量定義的源文件需要用extern 關(guān)鍵字再次聲明這個全局變量。

局部變量也只有局部作用域，它是自動對象（auto），它在程序運行期間不是一直存在，而是只在函數(shù)執(zhí)行期間存在，函數(shù)的一次調(diào)用執(zhí)行結(jié)束后，變量被撤銷，其所占用的內(nèi)存也被收回。

靜態(tài)局部變量具有局部作用域，它只被初始化一次，自從第一次被初始化直到程序運行結(jié)束都一直存在，它和全局變量的區(qū)別在于全局變量對所有的函數(shù)都是可見的，而靜態(tài)局部變量只對定義自己的函數(shù)體始終可見。

靜態(tài)全局變量也具有全局作用域，它與全局變量的區(qū)別在于如果程序包含多個文件的話，它作用于定義它的文件里，不能作用到其它文件里，即被static關(guān)鍵字修飾過的變量具有文件作用域。這樣即使兩個不同的源文件都定義了相同名字的靜態(tài)全局變量，它們也是不同的變量。

從分配內(nèi)存空間看：
全局變量，靜態(tài)局部變量，靜態(tài)全局變量都在靜態(tài)存儲區(qū)分配空間，而局部變量在棧里分配空間。

從以上分析可以看出， 把局部變量改變?yōu)殪o態(tài)變量后是改變了它的存儲方式即改變了它的生存期。把全局變量改變?yōu)殪o態(tài)變量后是改變了它的作用域，限制了它的使用范圍。因此static 這個說明符在不同的地方所起的作用是不同的。

四、總的來說就是：

1、生存周期不同
2、作用范圍不同
3、分配方式不同

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再來看下堆和棧的不同：

1、分配方式不同；
2、空間大小不同；
3、分配效率不同；
4、能否產(chǎn)生碎片不同；
5、生長方向不同；

1、分配方式不同

棧:
由系統(tǒng)自動分配。 例如，聲明在函數(shù)中一個局部變量 int b; 系統(tǒng)自動在棧中為b開辟空間
堆:
需要程序員自己申請，并指明大小，在c中malloc函數(shù)
如p1 = (char *)malloc(10);
在C++中用new運算符
如p2 = (char *)new(10);
但是注意p1、p2本身是在棧中的。

2、 空間大小不同

一般來講在32位系統(tǒng)下，堆內(nèi)存可以達到4G的空間，從這個角度來看堆內(nèi)存幾乎是沒有什么限制的。但是對于棧來講，一般都是有一定的空間大小的，例如，在VC6下面，默認的棧空間大小是1M。

3、分配效率

棧 是機器系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，計算機會在底層對棧提供支持：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，它的機制是很復(fù)雜的，例如為了分配一塊內(nèi)存，庫函數(shù)會按照一定的算法（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，這樣就有機會分到足夠大小的內(nèi)存，然后進行返回。顯然，堆的效率比棧要低得多。

4、碎片問題

棧：只要棧的剩余空間大于所申請空間，系統(tǒng)將為程序提供內(nèi)存，否則將報異常提示棧溢出。
堆：首先應(yīng)該知道操作系統(tǒng)有一個記錄空閑內(nèi)存地址的鏈表，當(dāng)系統(tǒng)收到程序的申請時，
會遍歷該鏈表，尋找第一個空間大于所申請空間的堆結(jié)點，然后將該結(jié)點從空閑結(jié)點鏈表中刪除，并將該結(jié)點的空間分配給程序，另外，對于大多數(shù)系統(tǒng)，會在這塊 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)點的大小不一定正好等于申請的 大小，系統(tǒng)會自動的將多余的那部分重新放入空閑鏈表中。

對于堆來講，頻繁的new/delete勢必會造成內(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。對于棧來講，則不會存在這個問題，因為棧是先 進后出的隊列，他們是如此的一一對應(yīng)，以至于永遠都不可能有一個內(nèi)存塊從棧中間彈出，在他彈出之前，在他上面的后進的棧內(nèi)容已經(jīng)被彈出。

5、生長方向

對于堆來講，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。


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，代價變得更加昂貴。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。雖然棧有如此眾多的好處，但是由于和堆相比不是那么靈活，有時候分配大量的內(nèi)存空間，還是用堆好一些。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的全局变量、局部变量、静态全局变量、静态局部变量在内存里的区别（转）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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