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C++考試輔導(dǎo):內(nèi)存分配的五種方法的區(qū)別

在C++中,內(nèi)存分成5個區(qū),他們是堆、棧、自由存儲區(qū)、全局/靜態(tài)存儲區(qū)和常量存儲區(qū)。

  分配效率:棧是機(jī)器系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),計(jì)算機(jī)會在底層對棧提供支持:分配專門的寄存器存放棧的地址,壓棧出棧都有專門的指令執(zhí)行,這就決定了棧的效率比較高。堆則是C/C++函數(shù)庫提供的,它的機(jī)制是很復(fù)雜的,例如為了分配一塊內(nèi)存,庫函數(shù)會按照一定的算法(具體的算法可以參考數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)/操作系統(tǒng))在堆內(nèi)存中搜索可用的足夠大小的空間,如果沒有足夠大小的空間(可能是由于內(nèi)存碎片太多),就有可能調(diào)用系統(tǒng)功能去增加程序數(shù)據(jù)段的內(nèi)存空間,這樣就有機(jī)會分到足夠大小的內(nèi)存,然后進(jìn)行返回。顯然,堆的效率比棧要低得多。

  從這里我們可以看到,堆和棧相比,由于大量 new/delete的使用,容易造成大量的內(nèi)存碎片;由于沒有專門的系統(tǒng)支持,效率很低;由于可能引發(fā)用戶態(tài)和核心態(tài)的切換,內(nèi)存的申請,代價(jià)變得更加昂貴。所以棧在程序中是應(yīng)用最廣泛的,就算是函數(shù)的調(diào)用也利用棧去完成,函數(shù)調(diào)用過程中的參數(shù),返回地址,EBP和局部變量都采用棧的方式存放。所以,我們推薦大家盡量用棧,而不是用堆。

  雖然棧有如此眾多的好處,但是由于和堆相比不是那么靈活,有時(shí)候分配大量的內(nèi)存空間,還是用堆好一些。

  無論是堆還是棧,都要防止越界現(xiàn)象的發(fā)生(除非你是故意使其越界),因?yàn)樵浇绲慕Y(jié)果要么是程序崩潰,要么是摧毀程序的堆、棧結(jié)構(gòu),產(chǎn)生以想不到的結(jié)果, 就算是在你的程序運(yùn)行過程中,沒有發(fā)生上面的問題,你還是要小心,說不定什么時(shí)候就崩掉,那時(shí)候debug可是相當(dāng)困難的。

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