C && C++ 内存分配示意图

《Unix环境系统高级编程》中的C语言内存分布示意图

1.C内存分布

BSS段: 用来存放程序中未初始化的全局变量。BSS是英文Block Started by Symbol的简称。BSS段属于静态内存分配。

数据段：用来存放程序中已初始化的全局变量。数据段属于静态内存分配。

代码段：用来存放程序执行代码。

堆：堆是用于存放进程运行中被动态分配的内存段，它的大小并不固定，可动态扩张或缩减。当进程调用malloc/free等

函数分配内存时，新分配的内存就被动态添加到堆上（堆被扩张）/释放的内存从堆中被剔除（堆被缩减）

栈：栈又称堆栈， 存放程序的局部变量（但不包括static声明的变量，static意味着在数据段中存放变量）。除此以外

，在函数被调用时，栈用来传递参数和返回值。由于栈的先进先出特点，所以栈特别方便用来保存/恢复调用现场。

2.C++内存分布

a) 栈：内存由编译器在需要时自动分配和释放。通常用来存储局部变量和函数参数。

b) 堆：内存使用new进行分配使用delete或delete[]释放。如果未能对内存进行正确的释放，会造成内存泄漏。但在程序结束时，会由操作系统自动回收。

c) 自由存储区：使用malloc进行分配，使用free进行回收。和堆类似。

d) 全局/静态存储区：全局变量和静态变量被分配到同一块内存中，C语言中区分初始化和未初始化的，C++中不再区分了。

e) 常量存储区：存储常量，不允许被修改。

3.区分栈和堆

a) 管理方式：栈由编译器管理，堆由程序员控制。

b) 空间大小：VC下栈默认是1MB，堆在32位的系统上可以达到4GB。

c) 碎片问题：栈不会产生碎片，堆会产生碎片。

d) 生长方向：堆向着内存地址增加的方向增长，栈向着内存地址减少的方向增长。

e) 分配方式：堆是动态分配的。栈是静态分配和动态分配的，静态分配由编译器完成，动态分配由alloca函数进行分配，由编译器释放。

f) 分配效率：栈的分配效率非常高。堆的分配机制很复杂，效率比栈要低得多。

4.malloc的实现

　　http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-memory/

5. C++智能指针

a) auto_ptr: C++03标准，方便管理单个堆对象的内存，不能配合容器使用，赋值操作会转移指针所有权，release()会交出指针所有权。

b) unique_ptr: C++11标准，方便管理堆对象或者堆对象数组的内存，一旦初始化，不会再交出指针所有权，可以避免很多错误的实践。

c) shared_ptr:C++11标准，方便管理需要共享所有权的内存，可以配合容器使用，可以用在参数传递的过程。

d) weak_ptr:C++11标准，weak_ptr是shared_ptr的观察者，负责从shared_ptr产生一个weak_ptr但是不会增加引用计数，当shread_ptr失效以后，weak_ptr也会失效。

e) 如何选择：不要使用auto_ptr，不要使用裸指针，局部变量使用unique_ptr需要传递和共享的指针使用shared_ptr。