C++ 中何时应该在堆上分配资源,何时应该在栈上分配?

首先,不知道堆栈的原理,怎么决定这件事呢?

一个由c/c++编译的程序占用的内存分为如下几个部分c++

  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。其操做方式相似于数据结构中的栈。
  2. 堆区(heap) — 通常由程序员分配释放, 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,分配方式相似于链表。
  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外一块区域。 - 程序结束后有系统释放 四、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
  4. 程序代码区—存放函数体的二进制代码。

下面是一个例子:

//----main.cpp----

int a = 0; //全局初始化区

char *p1;// 全局未初始化区

int 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"优化成一个地方。

return 0;

}

申请方式

栈:

由系统自动分配。 例如,声明在函数中一个局部变量 int b; 系统自动在栈中为b开辟空间程序员

堆:

须要程序员本身申请,并指明大小,在c中malloc函数数组

如p1 = (char *)malloc(10);安全

在C++中用new运算符数据结构

如p2 = (char *)malloc(10);函数

可是注意p一、p2自己是在栈中的。优化

申请后系统的响应

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,不然将报异常提示栈溢出。spa

堆:

首先应该知道操做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,而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,因为找到的堆结点的大小不必定正好等于申请的大小,系统会自动的将多余的那部分从新放入空闲链表中。操作系统

申请大小的限制

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2M(也有的说是1M,总之是一个编译时就肯定的常数),若是申请的空间超过栈的剩余空间时,将提示overflow。所以,能从栈得到的空间较小。线程

堆:

堆是向高地址扩展的数据结构,是不连续的内存区域。这是因为系统是用链表来存储的空闲内存地址的,天然是不连续的,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。因而可知,堆得到的空间比较灵活,也比较大。 申请效率的比较: 栈由系统自动分配,速度较快。但程序员是没法控制的。 堆是由new分配的内存,通常速度比较慢,并且容易产生内存碎片,不过用起来最方便。

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知道堆栈原理,咱们就能够很好地作出选择了:

  1. 当要建立一个对象时,首选栈,效率远超在堆上建立。

  2. 若是这个对象会做为返回值传出去,能够考虑改函数,把返回值改为一个指针参数,在外部栈建立后传进来;若是由于各类缘由,不行就堆建立吧。

  3. 当要建立一个变长数组,强烈建议想个MAX而后栈建立,不建议直接堆建立(有时候就是3个和8个的区别),不放心就判断一下大于MAX,特殊处理。

  4. 当在类中使用多态的成员时,没办法,堆建立吧,你也能够开辟最大可能的大小而后栈建立,但何须呢,那是语言要解决的问题。

  5. 若是是要建立被不少人引用的一个对象,你放在栈上可能安全也可能生命期太短,那就别惹这个麻烦,乖乖强制堆建立吧,毕竟c/c++的指针/引用没有生命期分析,你引用了失效的东西也不报错的。

  6. 跨线程共享一个对象,堆建立吧,跟上面理由差很少。

一句话概述,生命期简单的用栈,就算是变长,只要变得不离谱仍是用栈,其它的用堆吧。

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