內(nèi)存管理是C++最重要的一部分，也是C++最有爭議的問題。用戶可以從內(nèi)存管理獲得更大的自由度及更好的性能優(yōu)化，但同時也帶來極大的隱患，如果用不好很容易造成內(nèi)存的泄露，因此，如意要真正掌握C++的核心，必須要精通C++的內(nèi)存管理機(jī)制。目前的Java和.NET都提供了內(nèi)存管理的自動機(jī)制，但是是以犧牲對使用內(nèi)存的支配權(quán)為代價的，放棄了C++的絕對優(yōu)越性。
1、 程序的內(nèi)存區(qū)
一般而言，計算機(jī)的內(nèi)存區(qū)域由代碼和數(shù)據(jù)組成，這兩個部分也是影響一個程序所需內(nèi)存的重要因素。代碼是允許的指令，例如數(shù)學(xué)運算、比較、跳轉(zhuǎn)即函數(shù)調(diào)用等，其大小通常是由程序的功能及復(fù)雜程度決定的。當(dāng)然，正確地使用程序的編寫技巧及編程語言的語法特性會優(yōu)化產(chǎn)生代碼的大小，數(shù)據(jù)是代碼要處理的對象。一個程序占用的內(nèi)存區(qū)域一般分為5種，它們是：全局/靜態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)、常用數(shù)據(jù)區(qū)、代碼區(qū)、棧、堆等。程序的代碼存儲在代碼區(qū)中，而程序的數(shù)據(jù)則要根據(jù)數(shù)據(jù)種類的不同，存儲在不同的內(nèi)存區(qū)。
2、 內(nèi)存的分配方式
① 從靜態(tài)存儲區(qū)域分配。內(nèi)存在程序編譯的時候就已經(jīng)分配好，這塊內(nèi)存在程序的整個運行期間都存在。例如，全局變量、static變量及字符串常量。這部分存儲區(qū)是在程序編譯階段已分配好，在整個程序運行過程中始終存在，用于存儲全局變量、靜態(tài)變量及字符串常量等。其中，字符串常量的存儲區(qū)域是不可修改的內(nèi)存區(qū)域，如下面的這段代碼會導(dǎo)致程序運行中斷：
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
//指向一個字符串常量
char* pLocalString = "this is a test";
/**//* 下面這句提示錯誤：error C2440: '=' :
* cannot convert from 'const char' to 'char *'
* 試圖修改不可修改的內(nèi)存區(qū)
*/
pLocalString='#';
//cout<<pLocalString<<endl;
return 0;
} ②從棧上創(chuàng)建。在執(zhí)行函數(shù)時，函數(shù)局部變量的存儲單元都可以在棧上創(chuàng)建，函數(shù)執(zhí)行結(jié)束時這些存儲單元自動被釋放。棧內(nèi)存分配運算內(nèi)置于處理器的指令集中，效率很高，但是分配的內(nèi)存容量有限。
③在棧上分配，亦稱動態(tài)內(nèi)存分配。程序在運行的時候用malloc或new申請任意多的內(nèi)存，程序員自己負(fù)責(zé)在何時用free或delete釋放內(nèi)存。動態(tài)內(nèi)存生存期由程序員決定，使用非常靈活，但問題也最多，很容易造成內(nèi)存泄露。
3、 代碼參考
通過下面的程序，來說明各種類型的數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的位置。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int nGlobal=100;
int main()
{
char* szLocalString1="LocalString1";
const char* szLocalString2="LocalString2";
static int nStatic =100;
int nLocal=1;
const int nLocalConst=200;
int* pNew=new int[5];
char* szMalloc=(char*)malloc(1);
printf("global variable:0x%x\n",&nGlobal);
printf("static variable:0x%x\n",&nStatic);
printf("\n");
printf("local expression 1:0x%x\n",szLocalString1);
printf("local expression 2:0x%x\n",szLocalString2);
printf("\n");
printf("new 0x%x\n",&pNew);
printf("local pointer(szLocalString1):0x%x\n",&szLocalString1);
printf("local pointer(szLocalString2):0x%x\n",&szLocalString2);
printf("\n");
printf("local variable:0x%x\n",&nLocal);
printf("local pointer(szMalloc):0x%x\n",&szMalloc);
printf("local const variable:0x%x\n",&nLocalConst);
return 0;
}
輸出結(jié)果如下：
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