C++ 栈内存与堆内存小探究

实验方式：尝试以不同方式创建超大号二维数组

测试代码：

#include <iostream>
using namespace std;
const int maxn=1000000;
class C{
	int arr[maxn];
};
//int a[maxn]; 全局大数组
//C a; 含大数组的全局对象
int main(){
	//int a[maxn]; 局部大数组
	//C a; 含大数组的局部对象
	//C a=*new C; 通过new创建的含大数组的对象
	//C* a=new C; 通过new创建的指向含大数组的对象的指针
	cout<<"hello";
	return 0;
}

结果：

全局大数组：正常

含大数组的全局对象：正常

局部大数组：段错误

含大数组的局部对象：段错误

通过new创建的含大数组的对象 ：段错误

通过new创建的指向含大数组的对象的指针 ：正常

分析：C++中可能存在像java一样的堆栈内存机制，对于不同作用域的变量有不同内存管理策略

知识导入：

这篇文章讲的真是太好了：

关于堆栈的讲解(我见过的最经典的)

1、栈区（stack）— 由编译器自动分配释放 ，存放函数的参数值，局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。

2、堆区（heap） — 一般由程序员分配释放， 若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收 。注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表，呵呵。

3、全局区（静态区）（static）—，全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的全局变量和静态变量在一块区域， 未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。 - 程序结束后有系统释放

4、文字常量区—常量字符串就是放在这里的。 程序结束后由系统释放

5、程序代码区—存放函数体的二进制代码。

在WINDOWS下，栈的大小是2M或4M

变量类型+变量名出来的变量都在栈里，new出来的内存都在堆里，全局变量有自己的地儿。栈内存有限，少在栈上开大数组。

达成成就:

Stack Overflow

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原写于2019年05月31日 21:38:43

2020.7.13更新

过去这一年我学了汇编语言、操作系统，又读完了《CSAPP》，对内存布局又有了新的理解。对于一个程序来说，它的内存布局可以概括为一张图：

逐个解释一下：

• 内核内存：操作系统内核的代码和数据，无法直接访问这块内存。注意使用各种操作系统提供的函数直接不是访问操作系统的代码，而是通过“中断机制”将控制权暂时交给了操作系统，再由操作系统执行对应的例程，执行完毕后再将控制权交还给用户程序。
• 用户栈：存放了函数内定义的临时变量，传给函数的参数，以及函数的调用栈。所谓的函数的调用栈，上个图就是：
  
  

在这幅图里main调用了solve调用了dfs，这一层层嵌套的信息就储存在用户栈中。我们常讲的栈溢出、爆栈、stack over flow指的就是临时变量占内存太多或函数嵌套调用过多，同时用户栈的内存空间又太小，导致了内存溢出。

• 共享库的内存映射区域：我们以快速排序函数qsort()为例，如果每个要用qsort的用户程序都在自己的代码里嵌入qsort的代码就造成了重复，是一种浪费行为。为了节省空间操作系统只在内存中存放一份qsort的代码，对于每个需要调用qsort的程序，都在他们的内存布局里添加一个对应的“映射”，类似于只添加了一个快捷方式，并不占用实际空间。
• 运行时堆：所有通过malloc()函数、new关键字等等方式动态分配的内存都在这一区域。
• 读写段：包括了可读可写的全局变量和用static定义的变量，其中.data指初始化完成的，.bss指初始化未完成的
• 只读代码段：.init指操作系统初始化程序时用到的一段小函数，.text指程序的代码，只能读不能修改，.rodata指程序中定义的各种常量，典型的如提前定义好的字符串常量。

引申阅读：内存中的堆和栈到底是什么 - 简书

参考内容：《深入理解计算机系统 第三版》链接器相关章节