一、預備知識—程序的內(nèi)存分配
一個由c/C++編譯的程序占用的內(nèi)存分為以下幾個部分
1、棧區(qū)（stack）— 由編譯器自動分配釋放 ，存放函數(shù)的參數(shù)值，局部變量的值等。其操作方式類似于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的棧。
2、堆區(qū)（heap） — 一般由程序員分配釋放， 若程序員不釋放，程序結(jié)束時可能由OS回收 。注意它與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的堆是兩回事，分配方式倒是類似于鏈表，呵呵。
3、全局區(qū)（靜態(tài)區(qū)）（static）—，全局變量和靜態(tài)變量的存儲是放在一塊的，初始化的全局變量和靜態(tài)變量在一塊區(qū)域， 未初始化的全局變量和未初始化的靜態(tài)變量在相鄰的另一塊區(qū)域。 - 程序結(jié)束后有系統(tǒng)釋放
4、文字常量區(qū)—常量字符串就是放在這里的。 程序結(jié)束后由系統(tǒng)釋放
5、程序代碼區(qū)—存放函數(shù)體的二進制代碼。
例子程序
這是一個前輩寫的，非常詳細
//main.cpp
int a = 0; 全局初始化區(qū)
char *p1; 全局未初始化區(qū)
main()
{
int b; 棧
char s[] = "abc"; 棧
char *p2; 棧
char *p3 = "123456"; 123456\0在常量區(qū)，p3在棧上。
static int c =0； 全局（靜態(tài)）初始化區(qū)
p1 = (char *)malloc(10);
p2 = (char *)malloc(20);
分配得來得10和20字節(jié)的區(qū)域就在堆區(qū)。
strcpy(p1, "123456"); 123456\0放在常量區(qū)，編譯器可能會將它與p3所指向的"123456"優(yōu)化成一個地方。
}
二、堆和棧的理論知識
2.1申請方式
stack:
由系統(tǒng)自動分配。 例如，聲明在函數(shù)中一個局部變量 int b; 系統(tǒng)自動在棧中為b開辟空間
heap:
需要程序員自己申請，并指明大小，在c中malloc函數(shù)
如p1 = (char *)malloc(10);
在C++中用new運算符
如p2 = (char *)malloc(10);
但是注意p1、p2本身是在棧中的。
2.2申請后系統(tǒng)的響應(yīng)
棧：只要棧的剩余空間大于所申請空間，系統(tǒng)將為程序提供內(nèi)存，否則將報異常提示棧溢出。
堆：首先應(yīng)該知道操作系統(tǒng)有一個記錄空閑內(nèi)存地址的鏈表，當系統(tǒng)收到程序的申請時，
會遍歷該鏈表，尋找第一個空間大于所申請空間的堆結(jié)點，然后將該結(jié)點從空閑結(jié)點鏈表中刪除，并將該結(jié)點的空間分配給程序，另外，對于大多數(shù)系統(tǒng)，會在這塊內(nèi)存空間中的首地址處記錄本次分配的大小，這樣，代碼中的delete語句才能正確的釋放本內(nèi)存空間。另外，由于找到的堆結(jié)點的大小不一定正好等于申請的大小，系統(tǒng)會自動的將多余的那部分重新放入空閑鏈表中。
2.3申請大小的限制
棧：在Windows下,棧是向低地址擴展的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是一塊連續(xù)的內(nèi)存的區(qū)域。這句話的意思是棧頂?shù)牡刂泛蜅５淖畲笕萘渴窍到y(tǒng)預先規(guī)定好的，在WINDOWS下，棧的大小是2M（也有的說是1M，總之是一個編譯時就確定的常數(shù)），如果申請的空間超過棧的剩余空間時，將提示overflow。因此，能從棧獲得的空間較小。
堆：堆是向高地址擴展的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是不連續(xù)的內(nèi)存區(qū)域。這是由于系統(tǒng)是用鏈表來存儲的空閑內(nèi)存地址的，自然是不連續(xù)的，而鏈表的遍歷方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于計算機系統(tǒng)中有效的虛擬內(nèi)存。由此可見，堆獲得的空間比較靈活，也比較大。
2.4申請效率的比較
棧由系統(tǒng)自動分配，速度較快。但程序員是無法控制的。
堆是由new分配的內(nèi)存，一般速度比較慢，而且容易產(chǎn)生內(nèi)存碎片,不過用起來最方便.
另外，在WINDOWS下，最好的方式是用VirtualAlloc分配內(nèi)存，他不是在堆，也不是在棧是直接在進程的地址空間中保留一快內(nèi)存，雖然用起來最不方便。但是速度快，也最靈活。
2.5堆和棧中的存儲內(nèi)容
棧： 在函數(shù)調(diào)用時，第一個進棧的是主函數(shù)中后的下一條指令（函數(shù)調(diào)用語句的下一條可執(zhí)行語句）的地址，然后是函數(shù)的各個參數(shù)，在大多數(shù)的C編譯器中，參數(shù)是由右往左入棧的，然后是函數(shù)中的局部變量。注意靜態(tài)變量是不入棧的。
當本次函數(shù)調(diào)用結(jié)束后，局部變量先出棧，然后是參數(shù)，最后棧頂指針指向最開始存的地址，也就是主函數(shù)中的下一條指令，程序由該點繼續(xù)運行。
堆：一般是在堆的頭部用一個字節(jié)存放堆的大小。堆中的具體內(nèi)容有程序員安排。
2.6存取效率的比較
char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa";
char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb";
aaaaaaaaaaa是在運行時刻賦值的；
而bbbbbbbbbbb是在編譯時就確定的；
但是，在以后的存取中，在棧上的數(shù)組比指針所指向的字符串(例如堆)快。
比如：
＃i nclude
void main()
{
char a = 1;
char c[] = "1234567890";
char *p ="1234567890";
a = c[1];
a = p[1];
return;
}
對應(yīng)的匯編代碼
10: a = c[1];
00401067 8A 4D F1 mov cl,byte ptr [ebp-0Fh]
0040106A 88 4D FC mov byte ptr [ebp-4],cl
11: a = p[1];
0040106D 8B 55 EC mov edx,dword ptr [ebp-14h]
00401070 8A 42 01 mov al,byte ptr [edx+1]
00401073 88 45 FC mov byte ptr [ebp-4],al
第一種在讀取時直接就把字符串中的元素讀到寄存器cl中，而第二種則要先把指針值讀到edx中，在根據(jù)edx讀取字符，顯然慢了。
2.7小結(jié)
堆和棧的區(qū)別可以用如下的比喻來看出：
使用棧就象我們?nèi)ワ堭^里吃飯，只管點菜（發(fā)出申請）、付錢、和吃（使用），吃飽了就走，不必理會切菜、洗菜等準備工作和洗碗、刷鍋等掃尾工作，他的好處是快捷，但是自由度小。
使用堆就象是自己動手做喜歡吃的菜肴，比較麻煩，但是比較符合自己的口味，而且自由度大。
windows進程中的內(nèi)存結(jié)構(gòu)
在閱讀本文之前，如果你連堆棧是什么多不知道的話，請先閱讀文章后面的基礎(chǔ)知識。
接觸過編程的人都知道，高級語言都能通過變量名來訪問內(nèi)存中的數(shù)據(jù)。那么這些變量在內(nèi)存中是如何存放的呢？程序又是如何使用這些變量的呢？下面就會對此進行深入的討論。下文中的C語言代碼如沒有特別聲明，默認都使用VC編譯的release版。
首先，來了解一下 C 語言的變量是如何在內(nèi)存分部的。C 語言有全局變量(Global)、本地變量(Local)，靜態(tài)變量(Static)、寄存器變量(Regeister)。每種變量都有不同的分配方式。先來看下面這段代碼：
＃i nclude <stdio.h>
int g1=0, g2=0, g3=0;
int main()
{
static int s1=0, s2=0, s3=0;
int v1=0, v2=0, v3=0;
//打印出各個變量的內(nèi)存地址
printf("0x%08x\n",&v1); //打印各本地變量的內(nèi)存地址
printf("0x%08x\n",&v2);
printf("0x%08x\n\n",&v3);
printf("0x%08x\n",&g1); //打印各全局變量的內(nèi)存地址
printf("0x%08x\n",&g2);
printf("0x%08x\n\n",&g3);
printf("0x%08x\n",&s1); //打印各靜態(tài)變量的內(nèi)存地址
printf("0x%08x\n",&s2);
printf("0x%08x\n\n",&s3);
return 0;
}
編譯后的執(zhí)行結(jié)果是：
0x0012ff78
0x0012ff7c
0x0012ff80
0x004068d0
0x004068d4
0x004068d8
0x004068dc
0x004068e0
0x004068e4
輸出的結(jié)果就是變量的內(nèi)存地址。其中v1,v2,v3是本地變量，g1,g2,g3是全局變量，s1,s2,s3是靜態(tài)變量。你可以看到這些變量在內(nèi)存是連續(xù)分布的，但是本地變量和全局變量分配的內(nèi)存地址差了十萬八千里，而全局變量和靜態(tài)變量分配的內(nèi)存是連續(xù)的。這是因為本地變量和全局/靜態(tài)變量是分配在不同類型的內(nèi)存區(qū)域中的結(jié)果。對于一個進程的內(nèi)存空間而言，可以在邏輯上分成3個部份：代碼區(qū)，靜態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)和動態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)。動態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)一般就是“堆棧”。“棧(stack)”和“堆(heap)”是兩種不同的動態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)，棧是一種線性結(jié)構(gòu)，堆是一種鏈式結(jié)構(gòu)。進程的每個線程都有私有的“棧”，所以每個線程雖然代碼一樣，但本地變量的數(shù)據(jù)都是互不干擾。一個堆棧可以通過“基地址”和“棧頂”地址來描述。全局變量和靜態(tài)變量分配在靜態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)，本地變量分配在動態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)，即堆棧中。程序通過堆棧的基地址和偏移量來訪問本地變量。
├———————┤低端內(nèi)存區(qū)域
│ …… │
├———————┤
│ 動態(tài)數(shù)據(jù)區(qū) │
├———————┤
│ …… │
├———————┤
│ 代碼區(qū) │
├———————┤
│ 靜態(tài)數(shù)據(jù)區(qū) │
├———————┤
│ …… │
├———————┤高端內(nèi)存區(qū)域
堆棧是一個先進后出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，棧頂?shù)刂房偸切∮诘扔跅５幕刂贰Ｎ覀兛梢韵攘私庖幌潞瘮?shù)調(diào)用的過程，以便對堆棧在程序中的作用有更深入的了解。不同的語言有不同的函數(shù)調(diào)用規(guī)定，這些因素有參數(shù)的壓入規(guī)則和堆棧的平衡。windows API的調(diào)用規(guī)則和ANSI C的函數(shù)調(diào)用規(guī)則是不一樣的，前者由被調(diào)函數(shù)調(diào)整堆棧，后者由調(diào)用者調(diào)整堆棧。兩者通過“__stdcall”和“__cdecl”前綴區(qū)分。先看下面這段代碼：
＃i nclude <stdio.h>
void __stdcall func(int param1,int param2,int param3)
{
int var1=param1;
int var2=param2;
int var3=param3;
printf("0x%08x\n",?m1); //打印出各個變量的內(nèi)存地址
printf("0x%08x\n",?m2);
printf("0x%08x\n\n",?m3);
printf("0x%08x\n",&var1);
printf("0x%08x\n",&var2);
printf("0x%08x\n\n",&var3);
return;
}
int main()
{
func(1,2,3);
return 0;
}
編譯后的執(zhí)行結(jié)果是：
0x0012ff78
0x0012ff7c
0x0012ff80
0x0012ff68
0x0012ff6c
0x0012ff70
├———————┤<—函數(shù)執(zhí)行時的棧頂（ESP）、低端內(nèi)存區(qū)域
│ …… │
├———————┤
│ var 1 │
├———————┤
│ var 2 │
├———————┤
│ var 3 │
├———————┤
│ RET │
├———————┤<—“__cdecl”函數(shù)返回后的棧頂（ESP）
│ parameter 1 │
├———————┤
│ parameter 2 │
├———————┤
│ parameter 3 │
├———————┤<—“__stdcall”函數(shù)返回后的棧頂（ESP）
│ …… │
├———————┤<—棧底（基地址 EBP）、高端內(nèi)存區(qū)域
上圖就是函數(shù)調(diào)用過程中堆棧的樣子了。首先，三個參數(shù)以從又到左的次序壓入堆棧，先壓“param3”，再壓“param2”，最后壓入“param1”；然后壓入函數(shù)的返回地址(RET)，接著跳轉(zhuǎn)到函數(shù)地址接著執(zhí)行（這里要補充一點，介紹UNIX下的緩沖溢出原理的文章中都提到在壓入RET后，繼續(xù)壓入當前EBP，然后用當前ESP代替EBP。然而，有一篇介紹windows下函數(shù)調(diào)用的文章中說，在windows下的函數(shù)調(diào)用也有這一步驟，但根據(jù)我的實際調(diào)試，并未發(fā)現(xiàn)這一步，這還可以從param3和var1之間只有4字節(jié)的間隙這點看出來）；第三步，將棧頂(ESP)減去一個數(shù)，為本地變量分配內(nèi)存空間，上例中是減去12字節(jié)(ESP=ESP-3*4，每個int變量占用4個字節(jié))；接著就初始化本地變量的內(nèi)存空間。由于“__stdcall”調(diào)用由被調(diào)函數(shù)調(diào)整堆棧，所以在函數(shù)返回前要恢復堆棧，先回收本地變量占用的內(nèi)存(ESP=ESP+3*4)，然后取出返回地址，填入EIP寄存器，回收先前壓入?yún)?shù)占用的內(nèi)存(ESP=ESP+3*4)，繼續(xù)執(zhí)行調(diào)用者的代碼。參見下列匯編代碼：
;--------------func 函數(shù)的匯編代碼-------------------
:00401000 83EC0C sub esp, 0000000C //創(chuàng)建本地變量的內(nèi)存空間
:00401003 8B442410 mov eax, dword ptr [esp+10]
:00401007 8B4C2414 mov ecx, dword ptr [esp+14]
:0040100B 8B542418 mov edx, dword ptr [esp+18]
:0040100F 89442400 mov dword ptr [esp], eax
:00401013 8D442410 lea eax, dword ptr [esp+10]
:00401017 894C2404 mov dword ptr [esp+04], ecx
……………………（省略若干代碼）
:00401075 83C43C add esp, 0000003C ;恢復堆棧，回收本地變量的內(nèi)存空間
:00401078 C3 ret 000C ;函數(shù)返回，恢復參數(shù)占用的內(nèi)存空間
;如果是“__cdecl”的話，這里是“ret”，堆棧將由調(diào)用者恢復
;-------------------函數(shù)結(jié)束-------------------------
;--------------主程序調(diào)用func函數(shù)的代碼--------------
:00401080 6A03 push 00000003 //壓入?yún)?shù)param3
:00401082 6A02 push 00000002 //壓入?yún)?shù)param2
:00401084 6A01 push 00000001 //壓入?yún)?shù)param1
:00401086 E875FFFFFF call 00401000 //調(diào)用func函數(shù)
;如果是“__cdecl”的話，將在這里恢復堆棧，“add esp, 0000000C”
聰明的讀者看到這里，差不多就明白緩沖溢出的原理了。先來看下面的代碼：
＃i nclude <stdio.h>
＃i nclude <string.h>
void __stdcall func()
{
char lpBuff[8]="\0";
strcat(lpBuff,"AAAAAAAAAAA");
return;
}
int main()
{
func();
return 0;
}
編譯后執(zhí)行一下回怎么樣？哈，“"0x00414141"指令引用的"0x00000000"內(nèi)存。該內(nèi)存不能為"read"。”，“非法操作”嘍！"41"就是"A"的16進制的ASCII碼了，那明顯就是strcat這句出的問題了。"lpBuff"的大小只有8字節(jié)，算進結(jié)尾的\0，那strcat最多只能寫入7個"A"，但程序?qū)嶋H寫入了11個"A"外加1個\0。再來看看上面那幅圖，多出來的4個字節(jié)正好覆蓋了RET的所在的內(nèi)存空間，導致函數(shù)返回到一個錯誤的內(nèi)存地址，執(zhí)行了錯誤的指令。如果能精心構(gòu)造這個字符串，使它分成三部分，前一部份僅僅是填充的無意義數(shù)據(jù)以達到溢出的目的，接著是一個覆蓋RET的數(shù)據(jù)，緊接著是一段shellcode，那只要著個RET地址能指向這段shellcode的第一個指令，那函數(shù)返回時就能執(zhí)行shellcode了。但是軟件的不同版本和不同的運行環(huán)境都可能影響這段shellcode在內(nèi)存中的位置，那么要構(gòu)造這個RET是十分困難的。一般都在RET和shellcode之間填充大量的NOP指令，使得exploit有更強的通用性。
├———————┤<—低端內(nèi)存區(qū)域
│ …… │
├———————┤<—由exploit填入數(shù)據(jù)的開始
│ │
│ buffer │<—填入無用的數(shù)據(jù)
│ │
├———————┤
│ RET │<—指向shellcode，或NOP指令的范圍
├———————┤
│ NOP │
│ …… │<—填入的NOP指令，是RET可指向的范圍
│ NOP │
├———————┤
│ │
│ shellcode │
│ │
├———————┤<—由exploit填入數(shù)據(jù)的結(jié)束
│ …… │
├———————┤<—高端內(nèi)存區(qū)域
windows下的動態(tài)數(shù)據(jù)除了可存放在棧中，還可以存放在堆中。了解C++的朋友都知道，C++可以使用new關(guān)鍵字來動態(tài)分配內(nèi)存。來看下面的C++代碼：
＃i nclude <stdio.h>
＃i nclude <iostream.h>
＃i nclude <windows.h>
void func()
{
char *buffer=new char[128];
char bufflocal[128];
static char buffstatic[128];
printf("0x%08x\n",buffer); //打印堆中變量的內(nèi)存地址
printf("0x%08x\n",bufflocal); //打印本地變量的內(nèi)存地址
printf("0x%08x\n",buffstatic); //打印靜態(tài)變量的內(nèi)存地址
}
void main()
{
func();
return;
}
程序執(zhí)行結(jié)果為：
0x004107d0
0x0012ff04
0x004068c0
可以發(fā)現(xiàn)用new關(guān)鍵字分配的內(nèi)存即不在棧中，也不在靜態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)。VC編譯器是通過windows下的“堆(heap)”來實現(xiàn)new關(guān)鍵字的內(nèi)存動態(tài)分配。在講“堆”之前，先來了解一下和“堆”有關(guān)的幾個API函數(shù)：
HeapAlloc 在堆中申請內(nèi)存空間
HeapCreate 創(chuàng)建一個新的堆對象
HeapDestroy 銷毀一個堆對象
HeapFree 釋放申請的內(nèi)存
HeapWalk 枚舉堆對象的所有內(nèi)存塊
GetProcessHeap 取得進程的默認堆對象
GetProcessHeaps 取得進程所有的堆對象
LocalAlloc
GlobalAlloc
當進程初始化時，系統(tǒng)會自動為進程創(chuàng)建一個默認堆，這個堆默認所占內(nèi)存的大小為1M。堆對象由系統(tǒng)進行管理，它在內(nèi)存中以鏈式結(jié)構(gòu)存在。通過下面的代碼可以通過堆動態(tài)申請內(nèi)存空間：
HANDLE hHeap=GetProcessHeap();
char *buff=HeapAlloc(hHeap,0,8);
其中hHeap是堆對象的句柄，buff是指向申請的內(nèi)存空間的地址。那這個hHeap究竟是什么呢？它的值有什么意義嗎？看看下面這段代碼吧：
#pragma comment(linker,"/entry:main") //定義程序的入口
＃i nclude <windows.h>
_CRTIMP int (__cdecl *printf)(const char *, ...); //定義STL函數(shù)printf
/*---------------------------------------------------------------------------
寫到這里，我們順便來復習一下前面所講的知識：
(*注)printf函數(shù)是C語言的標準函數(shù)庫中函數(shù)，VC的標準函數(shù)庫由msvcrt.dll模塊實現(xiàn)。
由函數(shù)定義可見，printf的參數(shù)個數(shù)是可變的，函數(shù)內(nèi)部無法預先知道調(diào)用者壓入的參數(shù)個數(shù)，函數(shù)只能通過分析第一個參數(shù)字符串的格式來獲得壓入?yún)?shù)的信息，由于這里參數(shù)的個數(shù)是動態(tài)的，所以必須由調(diào)用者來平衡堆棧，這里便使用了__cdecl調(diào)用規(guī)則。BTW，Windows系統(tǒng)的API函數(shù)基本上是__stdcall調(diào)用形式，只有一個API例外，那就是wsprintf，它使用__cdecl調(diào)用規(guī)則，同printf函數(shù)一樣，這是由于它的參數(shù)個數(shù)是可變的緣故。
---------------------------------------------------------------------------*/
void main()
{
HANDLE hHeap=GetProcessHeap();
char *buff=HeapAlloc(hHeap,0,0x10);
char *buff2=HeapAlloc(hHeap,0,0x10);
HMODULE hMsvcrt=LoadLibrary("msvcrt.dll");
printf=(void *)GetProcAddress(hMsvcrt,"printf");
printf("0x%08x\n",hHeap);
printf("0x%08x\n",buff);
printf("0x%08x\n\n",buff2);
}
執(zhí)行結(jié)果為：
0x00130000
0x00133100
0x00133118
hHeap的值怎么和那個buff的值那么接近呢？其實hHeap這個句柄就是指向HEAP首部的地址。在進程的用戶區(qū)存著一個叫PEB(進程環(huán)境塊)的結(jié)構(gòu)，這個結(jié)構(gòu)中存放著一些有關(guān)進程的重要信息，其中在PEB首地址偏移0x18處存放的ProcessHeap就是進程默認堆的地址，而偏移0x90處存放了指向進程所有堆的地址列表的指針。windows有很多API都使用進程的默認堆來存放動態(tài)數(shù)據(jù)，如windows 2000下的所有ANSI版本的函數(shù)都是在默認堆中申請內(nèi)存來轉(zhuǎn)換ANSI字符串到Unicode字符串的。對一個堆的訪問是順序進行的，同一時刻只能有一個線程訪問堆中的數(shù)據(jù)，當多個線程同時有訪問要求時，只能排隊等待，這樣便造成程序執(zhí)行效率下降。
最后來說說內(nèi)存中的數(shù)據(jù)對齊。所位數(shù)據(jù)對齊，是指數(shù)據(jù)所在的內(nèi)存地址必須是該數(shù)據(jù)長度的整數(shù)倍，DWORD數(shù)據(jù)的內(nèi)存起始地址能被4除盡，WORD數(shù)據(jù)的內(nèi)存起始地址能被2除盡，x86 CPU能直接訪問對齊的數(shù)據(jù)，當他試圖訪問一個未對齊的數(shù)據(jù)時，會在內(nèi)部進行一系列的調(diào)整，這些調(diào)整對于程序來說是透明的，但是會降低運行速度，所以編譯器在編譯程序時會盡量保證數(shù)據(jù)對齊。同樣一段代碼，我們來看看用VC、Dev-C++和lcc三個不同編譯器編譯出來的程序的執(zhí)行結(jié)果：
＃i nclude <stdio.h>
int main()
{
int a;
char b;
int c;
printf("0x%08x\n",&a);
printf("0x%08x\n",&b);
printf("0x%08x\n",&c);
return 0;
}
這是用VC編譯后的執(zhí)行結(jié)果：
0x0012ff7c
0x0012ff7b
0x0012ff80
變量在內(nèi)存中的順序：b(1字節(jié))-a(4字節(jié))-c(4字節(jié))。
這是用Dev-C++編譯后的執(zhí)行結(jié)果：
0x0022ff7c
0x0022ff7b
0x0022ff74
變量在內(nèi)存中的順序：c(4字節(jié))-中間相隔3字節(jié)-b(占1字節(jié))-a(4字節(jié))。
這是用lcc編譯后的執(zhí)行結(jié)果：
0x0012ff6c
0x0012ff6b
0x0012ff64
變量在內(nèi)存中的順序：同上。
三個編譯器都做到了數(shù)據(jù)對齊，但是后兩個編譯器顯然沒VC“聰明”，讓一個char占了4字節(jié)，浪費內(nèi)存哦。
基礎(chǔ)知識：
堆棧是一種簡單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是一種只允許在其一端進行插入或刪除的線性表。允許插入或刪除操作的一端稱為棧頂，另一端稱為棧底，對堆棧的插入和刪除操作被稱為入棧和出棧。有一組CPU指令可以實現(xiàn)對進程的內(nèi)存實現(xiàn)堆棧訪問。其中，POP指令實現(xiàn)出棧操作，PUSH指令實現(xiàn)入棧操作。CPU的ESP寄存器存放當前線程的棧頂指針，EBP寄存器中保存當前線程的棧底指針。CPU的EIP寄存器存放下一個CPU指令存放的內(nèi)存地址，當CPU執(zhí)行完當前的指令后，從EIP寄存器中讀取下一條指令的內(nèi)存地址，然后繼續(xù)執(zhí)行。
堆（Heap）棧（Stack）
1、內(nèi)存分配方面：
堆：一般由程序員分配釋放， 若程序員不釋放，程序結(jié)束時可能由OS回收 。注意它與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的堆是兩回事，分配方式是類似于鏈表。可能用到的關(guān)鍵字如下：new、malloc、delete、free等等。
棧：由編譯器(Compiler)自動分配釋放，存放函數(shù)的參數(shù)值，局部變量的值等。其操作方式類似于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的棧。
2、申請方式方面：
堆：需要程序員自己申請，并指明大小。在c中malloc函數(shù)如p1 = (char *)malloc(10)；在C++中用new運算符，但是注意p1、p2本身是在棧中的。因為他們還是可以認為是局部變量。
棧：由系統(tǒng)自動分配。 例如，聲明在函數(shù)中一個局部變量 int b；系統(tǒng)自動在棧中為b開辟空間。
3、系統(tǒng)響應(yīng)方面：
堆：操作系統(tǒng)有一個記錄空閑內(nèi)存地址的鏈表，當系統(tǒng)收到程序的申請時，會遍歷該鏈表，尋找第一個空間大于所申請空間的堆結(jié)點，然后將該結(jié)點從空閑結(jié)點鏈表中刪除，并將該結(jié)點的空間分配給程序，另外，對于大多數(shù)系統(tǒng)，會在這塊內(nèi)存空間中的首地址處記錄本次分配的大小，這樣代碼中的delete語句才能正確的釋放本內(nèi)存空間。另外由于找到的堆結(jié)點的大小不一定正好等于申請的大小，系統(tǒng)會自動的將多余的那部分重新放入空閑鏈表中。
棧：只要棧的剩余空間大于所申請空間，系統(tǒng)將為程序提供內(nèi)存，否則將報異常提示棧溢出。
4、大小限制方面：
堆：是向高地址擴展的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是不連續(xù)的內(nèi)存區(qū)域。這是由于系統(tǒng)是用鏈表來存儲的空閑內(nèi)存地址的，自然是不連續(xù)的，而鏈表的遍歷方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于計算機系統(tǒng)中有效的虛擬內(nèi)存。由此可見，堆獲得的空間比較靈活，也比較大。
棧：在Windows下, 棧是向低地址擴展的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是一塊連續(xù)的內(nèi)存的區(qū)域。這句話的意思是棧頂?shù)牡刂泛蜅５淖畲笕萘渴?strong>系統(tǒng)預先規(guī)定好的，在WINDOWS下，棧的大小是固定的（是一個編譯時就確定的常數(shù)），如果申請的空間超過棧的剩余空間時，將提示overflow。因此，能從棧獲得的空間較小。
5、效率方面：
堆：是由new分配的內(nèi)存，一般速度比較慢，而且容易產(chǎn)生內(nèi)存碎片，不過用起來最方便，另外，在WINDOWS下，最好的方式是用VirtualAlloc分配內(nèi)存，他不是在堆，也不是在棧是直接在進程的地址空間中保留一快內(nèi)存，雖然用起來最不方便。但是速度快，也最靈活。
棧：由系統(tǒng)自動分配，速度較快。但程序員是無法控制的。
6、存放內(nèi)容方面：
堆：一般是在堆的頭部用一個字節(jié)存放堆的大小。堆中的具體內(nèi)容有程序員安排。
棧：在函數(shù)調(diào)用時第一個進棧的是主函數(shù)中后的下一條指令（函數(shù)調(diào)用語句的下一條可執(zhí)行語句）的地址然后是函數(shù)的各個參數(shù)，在大多數(shù)的C編譯器中，參數(shù)是由右往左入棧，然后是函數(shù)中的局部變量。 注意: 靜態(tài)變量是不入棧的。當本次函數(shù)調(diào)用結(jié)束后，局部變量先出棧，然后是參數(shù)，最后棧頂指針指向最開始存的地址，也就是主函數(shù)中的下一條指令，程序由該點繼續(xù)運行。
7、存取效率方面：
堆：char *s1 = "Hellow Word"；是在編譯時就確定的；
棧：char s1[] = "Hellow Word"； 是在運行時賦值的；用數(shù)組比用指針速度要快一些，因為指針在底層匯編中需要用edx寄存器中轉(zhuǎn)一下，而數(shù)組在棧上直接讀取。