C++复习12.程序内存管理

程序内存管理 20131006

一个程序在运行期间的内存是如何的对编写程序至关重要，之前整理的C++内存管理的知识和Java程序内存管理的知识。今天我们系统的整理一下程序的内存。

1.一个程序的内存有BSS segment, data segment, code segment, heap, stack.

BSS Segment：通常是指用来存放程序中未初始化的全局的一块内存区域。BSS: Block Started by Symbol的简称，BSS内存分配是属于静态内存分配。

Data Segment: 通常知识的是存放程序中已经初始化的全局变量，数据段也是静态内存分配，存放初始化的全局变量和惊天变量，常量。

Code Segment: 用于存放程序执行代码的一块内存区域，这部分区域在程序运行之前就已经确定，并且这一部分的内存区域是只读的，但是也有一些架构允许代码段为可写的，即允许修改程序。代码段中，也可能包含一些只读的常量变量，如字符串常量等等。

Heap: 用于存放程序运行中被动态分配的内存，他的大小不固定，可以动态的扩张和缩减。当进程调用malloc等函数分配内顿的时候，新的内存空间就被动态的添加到heap中；当使用free等释放内存空间的时候，被释放的内存从堆中删除。

Stack: 又被称为堆栈，存储用户程序中的局部变量，但是不包含static声明的变量，static意味着数据存放在数据段。等到超出作用域的时候，自动清退栈中的数据。

文字常量区：字符串常量，编译阶段确定，运行期间是不会更改或者添加，同时是有操作系统维护和回收的。

参考一段代码：

代码段1：

int arr[10];

void main(){…}

代码段2：

int arr[10] = {1,2,3,4,5,6};

void main(){…}

代码2编译的exe文件时比代码段1要大的多：全局变量，如果没有被初始化，那么具体体现为一个占位符，存储在BSS段，同时BSS段是不占用exe文件的空间，其内容有操作系统初始化(清零)；但是初始化的全局变量存储的区域是数据段，数据段是要占用exe文件的，内容由程序初始化。

代码3.

#include <stdio.h>

#define LEN 100000

int inbss[LEN] ;

float fA;

int indata[LEN] = {1,2,3,4,5,6};

double dbB = 100.0;

int main(void){

int run[100] = {1,2,3,4,5,6,7,8};

for(int i= 0 ; i < LEN;++i){

printf(“%d ”, inbss[i]);

}

return 0;

}

inbss [LEN] 未初始化的全局变量是位于BSS段的，indata是初始化的全局变量，位于数据段的。在bss段的数据知识占位符，变异的时候没有给他分配空间，只是记录数据所需要的空间的大小；但是在data段的数据在编译期间需要分配内存空间，数据保存在目标文件中。

数据段包含的初始化的全局变量的值，BSS段的大小可以从后面的可执行文件中得到，然后连接器会得到这个大小的内存空间，紧跟在数据段后面。当这个内存区进入程序的地址空间之后，全部清零，包含数据段和BSS段，统一称为数据区。

2.禁止产生堆中的对象

#include <iostream>

using namespace std;

class Test{

private:

int a;

void* operator new (unsigned size){

return malloc(size);

}

void operator delete(void * pp){

free(pp);

}

public:

Test(int a){

this->a= a;

}

int getA() {

return this->a;

}

void setA(int a){

this->a = a;

}

~Test(){

}

};

int main()

{

Test t(12);

cout << t.getA() << endl;

/*

这样就不允许创建在堆中的对象，因为我们重载了new 和delete ，并且声明是 private权限，在外部是不可以访问的

Test t = new Test(12); error，

但是同样是防君子不防小人，可以迂回的方式,先声明一个堆中的内存空间，是该class的大小，

然后将指针强制转换成Class Pointer即可，但是对于Class内部的数据需要我们自己动态的初始化，比如class内部

可能存在指针数据，那么我们自己需要设置value。同时对于对象可能会用到继承关系，如果使用了多态的话，

在对象中有一个地址就是虚表的地址，需要我们自己设置这一块内存的地址

*/

char * temp = new char[sizeof(Test)];

Test * pT = (Test*)temp;

temp = NULL;

pT->setA(100);

cout << pT->getA() << endl;

return 0;

}

3.禁止产生栈对象

其实在堆中声明一个对象的时候，new就是寻找一块地址空间的，但是在栈中是没有必要的。在栈中创建对象的时候，直接移动栈指针一定的大小，即对象的大小，然后调用对象的构造函数创建对象。当函数结束的时候直接调用对象的析构函数，释放对象，在调用栈指针回收内存空间。当我们在class中是构造函数和析构函数为私有的话，那么就不可以生成栈中的对象了。

但是我们也不能够使用new创建堆对象了，这种方法是稍微不完善的，所以我们还需要重载new 和delete 或者我们采用另一种方式产生对对象，但是这种不合适，会造成循环：就是使用一个静态函数创建一个堆对象，同时注意如何将对象释放掉。使用一个public函数吧，调用delete this

class Test{

protected:

int a;

Test(int a){

this->a= a;

}

~Test(){

cout << "~Test()" << endl;

}

public:

void destroy(){

delete this;

}

static Test* getHeapObj(int a){

return new Test(a);

}

int getA() {

return this->a;

}

void setA(int a){

this->a = a;

}

};

int main()

{

Test *pT = Test::getHeapObj(19);

cout << pT->getA() << endl;

pT->destroy();

return 0;

}

追梦的飞飞

于广州中山大学 20131006

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