在C++中，內(nèi)存分為5大存儲(chǔ)區(qū)：堆區(qū)、棧區(qū)、全局區(qū)、文字常量區(qū)、程序代碼區(qū)。
| 內(nèi)存區(qū)域 | 說(shuō)明 |
| 棧區(qū)（stack） | 由編譯器自動(dòng)分配釋放，存放為運(yùn)行函數(shù)而分配的局部變量、函數(shù)參數(shù)、返回?cái)?shù)據(jù)、返回地址等。其操作方式類似于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的棧。 |
| 堆區(qū)（heap） | 一般有程序員分配釋放，若程序員不釋放，程序結(jié)束時(shí)可能有系統(tǒng)回收。分配方式類似于鏈表。 |
| 全局區(qū)（static） | 存放全局變量、靜態(tài)數(shù)據(jù)、常量。程序結(jié)束后有系統(tǒng)釋放。 |
| 文字常量區(qū) | 常量字符串就是放在這里；程序結(jié)束后有系統(tǒng)釋放。 |
| 程序代碼區(qū) | 存放函數(shù)體（類成員函數(shù)和全局函數(shù)）的二進(jìn)制代碼。 |
實(shí)例分析：
int a=0; //全局區(qū)初始化區(qū)
char *p1; //全局區(qū)未初始化區(qū)
static char b; //全局區(qū)未初始化靜態(tài)變量
int main()
{
int c; //棧區(qū)臨時(shí)變量
char s[]="abc"; //棧區(qū)臨時(shí)數(shù)組變量
char *p2; //棧區(qū)臨時(shí)指針變量
char *p3="123"; //常量區(qū)常量，棧區(qū)指針變量
static int d=0; //全局初始化區(qū)靜態(tài)變量
p1=new char[10]; //堆區(qū)分配10個(gè)字符空間
p2=new char[20]; //堆區(qū)分配20個(gè)字符空間
strcpy(p1,"123"); //"123"放在常量區(qū)，編譯器有可能將它與p3所指向的區(qū)域相同
}
內(nèi)存分配方式：
從靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)分配
內(nèi)存在程序編譯時(shí)就已經(jīng)分配好，這塊內(nèi)存在程序的整個(gè)運(yùn)行期間都存在。速度快、不容易出錯(cuò)，因?yàn)橄到y(tǒng)會(huì)善后。例如全局變量，static常量。
從棧上分配
在執(zhí)行函數(shù)時(shí)，函數(shù)內(nèi)部局部變量的存儲(chǔ)單元都在棧上創(chuàng)建，函數(shù)執(zhí)行結(jié)束時(shí)這些存儲(chǔ)單元自動(dòng)被釋放。棧內(nèi)存分配運(yùn)算內(nèi)置于處理器指令集中，效率很高，但分配的內(nèi)存容量有限。
從堆上分配
也叫動(dòng)態(tài)分配。程序在運(yùn)行時(shí)用malloc或new申請(qǐng)任意大小的內(nèi)存，程序員自己負(fù)責(zé)在何時(shí)用free或delete釋放內(nèi)存。動(dòng)態(tài)內(nèi)存的生存期有程序員決定，使用靈活。如果在堆上分配了空間，就有責(zé)任回收它，否則運(yùn)行的程序會(huì)出現(xiàn)內(nèi)存泄露，另外頻繁的分配和釋放不同大小的堆空間將會(huì)產(chǎn)生對(duì)內(nèi)碎塊。
堆和棧究區(qū)別：
主要的區(qū)別由以下幾點(diǎn)：
1.管理方式：對(duì)于棧來(lái)講，是由編譯器自動(dòng)管理，無(wú)需我們手工控制；對(duì)于堆來(lái)說(shuō)，釋放工作由程序員控制，容易產(chǎn)生memory leak。
2.空間大?。阂话銇?lái)講在32位系統(tǒng)下，堆內(nèi)存可以達(dá)到4G的空間，從這個(gè)角度來(lái)看堆內(nèi)存幾乎是沒(méi)有什么限制的。但是對(duì)于棧來(lái)講，一般都是有一定的空間大小 的，例如，在VC6下面，默認(rèn)的?？臻g大小是1M（好像是，記不清楚了）。當(dāng)然，我們可以修改：
打開(kāi)工程，依次操作菜單如下：Project->Setting->Link，在Category 中選中Output，然后在Reserve中設(shè)定堆棧的最大值和commit。
注意：reserve最小值為4Byte；commit是保留在虛擬內(nèi)存的頁(yè)文件里面，它設(shè)置的較大會(huì)使棧開(kāi)辟較大的值，可能增加內(nèi)存的開(kāi)銷和啟動(dòng)時(shí)間。
3.碎片問(wèn)題：對(duì)于堆來(lái)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(lái)講，則不會(huì)存在這個(gè)問(wèn)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，詳細(xì)的 可以參考數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這里我們就不再一一討論了。
4.生長(zhǎng)方向：對(duì)于堆來(lái)講，生長(zhǎng)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(lái)講，它的生長(zhǎng)方向是向下的，是向著內(nèi)存地址減小的方向增長(zhǎng)。
分配方式：堆都是動(dòng)態(tài)分配的，沒(méi)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(wú)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(kù)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(kù)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(méi)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。
常見(jiàn)的內(nèi)存錯(cuò)誤及其對(duì)策：
發(fā)生內(nèi)存錯(cuò)誤是件非常麻煩的事情。編譯器不能自動(dòng)發(fā)現(xiàn)這些錯(cuò)誤，通常是在程序運(yùn)行時(shí)才能捕捉到。而這些錯(cuò)誤大多沒(méi)有明顯的癥狀，時(shí)隱時(shí)現(xiàn)，增加了改錯(cuò)的難度。常見(jiàn)的內(nèi)存錯(cuò)誤及其對(duì)策如下：
* 內(nèi)存分配未成功，卻使用了它。
編程新手常犯這種錯(cuò)誤，因?yàn)樗麄儧](méi)有意識(shí)到內(nèi)存分配會(huì)不成功。常用解決辦法是，在使用內(nèi)存之前檢查指針是否為NULL。如果指針p是函數(shù)的參數(shù)，那么在函數(shù)的入口處用assert(p!=NULL)進(jìn)行檢查。如果是用malloc或new來(lái)申請(qǐng)內(nèi)存，應(yīng)該用if(p==NULL) 或if(p!=NULL)進(jìn)行防錯(cuò)處理。
* 內(nèi)存分配雖然成功，但是尚未初始化就引用它。
犯這種錯(cuò)誤主要有兩個(gè)起因：一是沒(méi)有初始化的觀念；二是誤以為內(nèi)存的缺省初值全為零，導(dǎo)致引用初值錯(cuò)誤（例如數(shù)組）。 內(nèi)存的缺省初值究竟是什么并沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，盡管有些時(shí)候?yàn)榱阒?，我們寧可信其無(wú)不可信其有。所以無(wú)論用何種方式創(chuàng)建數(shù)組，都別忘了賦初值，即便是賦零值也不可省略，不要嫌麻煩。
* 內(nèi)存分配成功并且已經(jīng)初始化，但操作越過(guò)了內(nèi)存的邊界。
例如在使用數(shù)組時(shí)經(jīng)常發(fā)生下標(biāo)“多1”或者“少1”的操作。特別是在for循環(huán)語(yǔ)句中，循環(huán)次數(shù)很容易搞錯(cuò)，導(dǎo)致數(shù)組操作越界。
* 忘記了釋放內(nèi)存，造成內(nèi)存泄露。
含有這種錯(cuò)誤的函數(shù)每被調(diào)用一次就丟失一塊內(nèi)存。剛開(kāi)始時(shí)系統(tǒng)的內(nèi)存充足，你看不到錯(cuò)誤。終有一次程序突然死掉，系統(tǒng)出現(xiàn)提示：內(nèi)存耗盡。
動(dòng)態(tài)內(nèi)存的申請(qǐng)與釋放必須配對(duì)，程序中malloc與free的使用次數(shù)一定要相同，否則肯定有錯(cuò)誤（new/delete同理）。
* 釋放了內(nèi)存卻繼續(xù)使用它。
有三種情況：
?。?）程序中的對(duì)象調(diào)用關(guān)系過(guò)于復(fù)雜，實(shí)在難以搞清楚某個(gè)對(duì)象究竟是否已經(jīng)釋放了內(nèi)存，此時(shí)應(yīng)該重新設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，從根本上解決對(duì)象管理的混亂局面。
?。?）函數(shù)的return語(yǔ)句寫錯(cuò)了，注意不要返回指向“棧內(nèi)存”的“指針”或者“引用”，因?yàn)樵搩?nèi)存在函數(shù)體結(jié)束時(shí)被自動(dòng)銷毀。
（3）使用free或delete釋放了內(nèi)存后，沒(méi)有將指針設(shè)置為NULL。導(dǎo)致產(chǎn)生“野指針”。
【規(guī)則1】用malloc或new申請(qǐng)內(nèi)存之后，應(yīng)該立即檢查指針值是否為NULL。防止使用指針值為NULL的內(nèi)存。
【規(guī)則2】不要忘記為數(shù)組和動(dòng)態(tài)內(nèi)存賦初值。防止將未被初始化的內(nèi)存作為右值使用。
【規(guī)則3】避免數(shù)組或指針的下標(biāo)越界，特別要當(dāng)心發(fā)生“多1”或者“少1”操作。
【規(guī)則4】動(dòng)態(tài)內(nèi)存的申請(qǐng)與釋放必須配對(duì)，防止內(nèi)存泄漏。
【規(guī)則5】用free或delete釋放了內(nèi)存之后，立即將指針設(shè)置為NULL，防止產(chǎn)生“野指針”。