原创 程序运行时堆区和栈区的分配

作者：孙晓明，华清远见嵌入式学院讲师。

栈(stack)：是自动分配变量,以及函数调用所使用的一些空间(所谓的局部变量),地址由高向低减少; 
堆(heap)：由malloc,new等分配的空间的地址,地址由低向高增长。 

看看下面一段代码： 

#include <iostream> 
using namespace std; 
            void main() 
            { 
            int a;  
            int b; 
            int *p1 
            int *p2;  
            cout << &a << endl << &b << endl << &p1 << endl << &p2 << endl ;  
            //结果显示：0012FF7C,0012FF78,0012FF74,0012FF70；可见，栈中的地址是减少的 
            int *p3=new int[1];  
            int *p4=new int[1]; 
            cout<<p3<<endl<<p4<<endl; 
            //结果显示：003907A8,003907E0；可见，堆中地址是增加的  
            } 

有一点应该注意：频繁使用heap 会产生内存碎片，而按照堆栈的先入后出原则，即先申请的后释放原则可以有效地避免在堆中产生碎片。 
栈区中的局部数据占有的空间在函数结束后会自动释放，而堆中的要由程序员手动释放。 

堆和栈中的存储内容  

Stack栈： 在函数调用时，第一个进栈的是主函数中  函数调用语句的下一条可执行语句的地址，然后是函数的各个参数，然后是函数中的局部变量。注意静态变量是不入栈的。  

当本次函数调用结束后，局部变量先出栈，然后是参数，最后栈顶指针指向最开始存的地址，也就是主函数中的下一条指令，程序由该点继续运行。  
heap堆：一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容由程序员安排。 

程序的内存分配  

一个由C/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分  

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。与数据结构栈类似 

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。 

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(text)—存放函数体的二进制代码。 

引用的一个例子： 
            //main.cpp  
            int a = 0; //全局初始化区 
            char *p1; //全局未初始化区  
            main()  
            { 
            int b; //栈  
            char s[] = "abc"; //栈 
            char *p2; //栈  
            char *p3 = "123456"; //123456\0在常量区，p3在栈上。 
            static int c = 0； //全局（静态）初始化区 
            p1 = (char *)malloc(10); 
            p2 = (char *)malloc(20);  
            //分配得来得10和20字节的区域就在堆区。 
            strcpy(p1, "123456");   
            //123456\0放在常量区，编译器可能会将它与p3所指向的"123456"优化成一块。 
            }