一、預(yù)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)束后由系統(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。
二、例子程序
這是一個前輩寫的,非常詳細(xì)
//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 = new char[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(dāng)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(yù)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塊內(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(dāng)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)容由程序員安排。
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?biāo)赶虻淖址?例如堆)快。
比如:
#include
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,再根據(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(zhǔn)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。 (經(jīng)典!)
本文來自CSDN博客,轉(zhuǎn)載請標(biāo)明出處:http://blog.csdn.net/hairetz/archive/2009/04/30/4141043.aspx
1.
為防止頭文件被重復(fù)利用(通常發(fā)生在#include的嵌套中),應(yīng)用#ifndef/#define/#endif產(chǎn)生預(yù)處理塊。比如要防止graphics.h的頭文件被重復(fù)利用,定義#ifndef GRAPHICS_H。(為什么用大寫?)。
2.
好的命名規(guī)則:靜態(tài)變量加前綴s_,全局變量加前綴g_,類的數(shù)據(jù)成員加前綴m_。
3.
不可將bool變量直接與TRUE,FALSE或者1,0進行比較。區(qū)別于整型變量與零值比較。不可將浮點變量用“==”或“!=”與數(shù)字比較,應(yīng)設(shè)法轉(zhuǎn)化成“>=”或“<=”形式。應(yīng)當(dāng)將指針變量用“==”或“!=”與NULL比較,指針變量的零值為“空”(記為NULL)。盡管NULL的值與0相同,但兩者的意義不同。(參考高質(zhì)量C++編程指南4.3節(jié))。
4.
在多重循環(huán)中,如果有可能,應(yīng)當(dāng)將最長的循環(huán)放在最內(nèi)層,最短的放在最外層,以減少CPU跨切循環(huán)層的次數(shù)。
5.
如果循環(huán)體內(nèi)存在邏輯判斷,并且循環(huán)次數(shù)很大,宜將邏輯判斷移到循環(huán)體的外面。
6.
C語言用#define來定義常量(稱為宏常量)。C++語言除了#define外還可以用const來定義常量(稱為const常量)。在C++程序中只使用const常量而不使用宏常量,因為其相比#define來定義常量有更多的優(yōu)點。Const常量有數(shù)據(jù)類型,而宏常量沒有數(shù)據(jù)類型。因此編譯器可以對前者進行安全檢查。
7.
建立在整個類中都恒定的常量:別指望const數(shù)據(jù)成員了,應(yīng)該用類中的枚舉常量來實現(xiàn)。由于const數(shù)據(jù)成員只在某個對象生存期內(nèi)是常量,而對整個類而言是可變的,因為類可以創(chuàng)建多個對象,不同對象其const數(shù)據(jù)成員值可以不同。枚舉常量不會占用對象的存儲空間,他們在編譯時被全部求值。枚舉常量的缺點是它的隱含數(shù)據(jù)類型是整數(shù),其最大值有限,且不能表示浮點數(shù)。
8.
如果參數(shù)是指針,并且僅做輸入用,則應(yīng)在類型前加const,以防止該指針在函數(shù)體內(nèi)被以外修改。
9.
函數(shù)名字與返回值類型在語義上不可沖突,違反這條規(guī)則的典型代表是C標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)getchar。由于getchar的原型為int getchar(void)。
10.
指針有些“似是而非”的特征:(1)指針消亡了,并不表示它所指的內(nèi)存會被自動釋放(2)內(nèi)存被釋放了,并不表示指針會消亡或者成為NULL指針。
11.
exit(1)終止整個程序的運行?