C++（十八） — 内存模式、堆和栈

1、内存模式

　　一个程序执行时，先复制到内存，然后CPU逐句读取指令执行。

　　每个存储单元存放一个字节（8bit）数据，每个有一个唯一的地址，地址是顺序编码的。比如：一台计算机256MB内存，则有256*1024*1024个内存单元，如果用7位十六进制数表示地址值，则范围是：0x0000000~0xFFFFFFF。

　　内存分配：

• （1）代码区：存放程序代码；
• （2）全局数据区 或 静态变量区：全局变量 + 静态数据。存放长期数据的区域，从程序开始执行到结束，都会在内存中占有固定的字节；
• （3）栈区：局部变量。存放程序函数中的局部变量，就是，用到某个函数时，该函数定义的变量就存在栈区，退出时相应的变量会自动释放；还有特点：先进后出，即先进栈的变量后退出；
• （4）堆区：动态数据，指针。在程序执行过程中申请的内存空间，也要在程序结束时释放，否则内存泄漏；

2、变量存储位置、作用域

（1）全局变量

　　存储位置：全局数据区（程序结束后由系统释放）；

　　作用域：全局作用域，只需在一个源文件中定义，作用所有；

　　周期：一直存在；

　　引用方式：其他文件使用时，用extern 关键字声明。（注意：不能两个文件中定义相同的名字，重定义了）；

（2）静态变量

　　存储位置：全局数据区（程序结束后由系统释放）；

　　作用域：文件作用域，在被定义的文件中；

　　周期：一直存在；

　　引用方式：static， const。（文件不相互包含，不同文件可定义完全相同的两个静态变量，是两个完全不同的变量）

（3）局部变量

　　存储位置：栈区。（编译器自动分配释放，存放函数参数值，局部变量值）；

　　作用域：局部；

　　周期：程序运行出则销毁；

　　引用方式：

（4）静态局部变量

　　存储位置：全局数据区；

　　作用域：局部作用域；

　　周期：一直存在；

　　引用方式：static。（只被初始化一次）

（5）动态数据，指针

　　存储位置：堆区；

　　作用域：局部作用域；

　　周期：在程序执行中申请的内存空间，在程序结束中释放；

3、内存中的堆和栈 

（1）申请方式、回收方式

• 栈：局部变量和参数，系统自动分配、回收；
• 堆：程序员分配释放，new/malloc，由os回收，分配方式类似于链表，如忘记释放，则内存泄漏；

（2）缓存方式

• 栈：一级缓存，由高地址向低方向增长（以地址增长方向为正）；（存的局部变量，空间固定，栈内存是：先进后出）
• 堆：二级缓存，向高地址方向增长，（不连续内存空间）；

（3）空间限制

• 栈：空间较小，是固定值；
• 堆：不连续内存，空间大且灵活；