内存中数据如何分配

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第一部分：

程序中用来存放数据的内存分为四块，其实另有一块用于存放代码，这里我们不讨论，这四块分别是：

1. 全局区（静态区）（static）：编译时就能确定每个数据目标在运行时刻的存储空间需求, 因而在编译时就可以给他们分配固定的内存空间. 用于存放全局变量和静态变量的区域，与其他变量主要区别是：生命周期不同。在程序结束时，系统才会释放这块资源

2. 文字常量区：常量字符串就是放在这块区域，即是我们常说起的常量池。这块也是在程序结束时由系统释放。

3. 栈区（stack）：存放函数的参数值，局部变量的值等。这块的数据中，进入作用域时分配占用内存，离开作用域时释放占用内存

4. 堆区（heap）：一般由程序员申请分配释放，若程序员不释放，程序结束时可能由系统回收。由于这个原因，在C和C++中就有能产生大量程序员已分配但忘记释放的堆区内存，造成可使用内存越来越少，这个被称之为内存泄露。而在java中，因为有了垃圾收集机制，这样的内存会被自动处理掉，所以在java中，反倒不需要程序员去释放内存了 【对于java的回收机制，可能我们去显示的调用，但是是否执行了垃圾回收，另当别论】。

 

第二部分：

栈和堆的区别

1. 内存分配方面：

     1.1. 堆：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码事，分配方式类似于链表。可能用到的关键字有：new、malloc、delete、free等。

     1.2. 栈：由编译器(Compiler)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. 申请方式方面：    

    2.1 堆：需要程序员自己申请，并指明大小。在c中malloc函数如p1=(char*)malloc(10)；在C++，java中用new运算符，但是注意p1、p2本身是在栈中的。因为他们还是可以认为是局部变量。

    2.2. 栈：由系统自动分配。例如，声明在函数中一个局部变量 intb；系统自动在栈中为b开辟空间。

3. 系统响应方面：    

    3.1 堆：操作系统有一个记录空闲内存地址的链表，当系统收到程序的申请时，会遍历该链表，寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点，然后将该结点从空闲结点链表中删除，并将该结点的空间分配给程序，另外，对于大多数系统，会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大小，这样代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。另外由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小，系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中。    

    3.2 栈：只要栈的剩余空间大于所申请空间，系统将为程序提供内存，否则将报异常提示栈溢出。

4. 大小限制方面：

    4.1 堆：是向高地址扩展的数据结构，是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地址的，自然是不连续的，而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见，堆获得的空间比较灵活，也比较大。    

    4.2 栈：在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存的区域。这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的，在WINDOWS下，栈的大小是固定的（是一个编译时就确定的常数），如果申请的空间超过栈的剩余空间时，将提示overflow。因此，能从栈获得的空间较小。

5. 效率方面：

    5.1堆：是由new分配的内存，一般速度比较慢，而且容易产生内存碎片，不过用起来最方便，另外，在WINDOWS下，最好的方式是用VirtualAlloc分配内存，他不是在堆，

也不是在栈是直接在进程的地址空间中保留一快内存，虽然用起来最不方便。但是速度快，也最灵活.

    5.2 栈：由系统自动分配，速度较快。但程序员是无法控制的。

6. 存放内容方面： 

    6.1 堆：一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容有程序员安排。

    6.2 栈：在函数调用时第一个进栈的是主函数中后的下一条指令（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，在大多数的C编译器中，参数是由右往左入栈，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。这么多看起来是不是很痛苦？？不急，先记住栈和堆区别的第一点和第二点，这个是基础哦。其实有个小诀窍：数据类型 变量名；这样定义的东西在栈区。new数据类型();或者malloc(长度);这样定义的没有名字的东西就在堆区哦。