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C/C++存储区分类和内存地址分配

文章分类 : C++, C语言

C语言C++语言存储区分类大体一样,但仍有些细微差别。

一、在C语言中,内存区域可以分为以下5类

1、,由编译器负责自动分配与释放,一般在函数体类定义的局部变量与非main函数参数都放在栈内;
2、,由程序员主动分配和释放,若程序员不释放,则只会在程序退出的时候被系统释放,用malloc、calloc、realloc等函数申请到的内存区域放在堆上,需要使用free函数释放相应内存,否则只有在程序退出时才会被系统所回收;
3、全局/静态存储区,专门存放全局变量和静态变量的区域,它还可以再细分为两个区域,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静态变量在相邻的另一块区域, 程序退出时才释放,例如在函数体外定义的全局变量和static修饰的变量;
4、常量存储区,专门用于存放常量的区域, 程序退出时才释放,例如形如“cpplive”之类的字符串。 

详见如下示例:

int a = 0; //全局初始化区
char *p1; //全局未初始化区
void main() 
{
     int b; //栈
     char s[] = "abc"; //栈
     char *p2; //栈
     char *p3 = "123456"; //“123456”存放在常量区,p3存放在栈上
     static int c = 0; //全局(静态)初始化区
     p1 = (char *)malloc(10); //申请10字节的内存区分配在堆区
     p2 = (char *)malloc(20); //申请20字节的内存区分配在堆区
     strcpy(p1, "123456");      //”123456”存放在常量区,编译器可能会将它与p3所指向的"123456"优化成一块
}

二、在C++中,内存区域可以分为以下5类

1、栈,由编译器负责自动分配与释放,一般在函数体类定义的局部变量与成员函数参数都放在栈内;
2、堆,专指那些由new申请的内存区域,其释放不由编译器负责,需要程序员指定应用程序去释放,一般一个new对应一个delete,若程序员没有释放,只有在程序退出时才会被操作系统所回收;
3、自由存储区,专指那些由malloc、calloc、realloc等函数分配的内存区域,它和堆十分相似,但它是用free释放自身的;
4、全局/静态存储区,专门用于存储全局变量和静态变量的内存区域,跟C语言不同的是,C++不区分初始化的和未初始化的全局变量,它们占用同一块内存区域。
5、常量存储区,专门用于存放常量的区域, 程序退出时才释放,例如形如“cpplive”之类的字符串。

C/C++内存地址分配简介

1、在栈内存中,变量的分配方向是朝下的,即先分配的地址大,后分配的地址小。
2、在堆、自由存储区、全局/静态存储区内存中,变量的分配方向是朝上的,即先分配的地址小,后分配的地址大。
3、一个变量的地址由它所占地址空间的最低位表示的。
0xbfcef394 0x34
0xbfcef396 0x12
所以变量0x1234(即十进制数4660)的地址为0xbfcef394。

4、小端模式的CPU,低地址存低位,高地址存高位。
5、大端模式的CPU,低地址存高位,高地址存低位。
0xbfcef394 0x34
0xbfcef396 0x12
所以以上变量在小端模式CPU平台下的值为0x1234(即十进制数4660),大端模式CPU平台下的值为0x3412(即十进制数13330)。

6、联合体union的所有成员都从低地址开始存放。

最后,咱们看一个例子就一目了然了:

#include <iostream> 
#include <stdio.h> 

using namespace std; 

class   A   
{  
public: 
    short    m_a1; 
    short    m_a2; 

    A()   
    { 
        m_a1=1; 
        m_a2=2; 
    } 
    void fun() 
    { 
        printf("%d, %d\n", m_a1, m_a2); 
        cout << "m_a1_addr:" << &m_a1 <<endl; 
        cout << "m_a2_addr:" << &m_a2 <<endl; 
    } 
}; 

class   B   
{ 
public:
    int    m_a3; 

    B() 
    { 
        m_a3=3; 
    } 
    void fun() 
    { 
        printf("%d\n", m_a3); 
        cout << "m_a3_addr:" << &m_a3 <<endl; 
    } 
}; 

int    main() 
{ 
    A        a; 
    B        *pb; 
    int        t1; 
    int        t2; 
    static int    t3; 
    static int    t4;

    cout << "m_a1_addr=" << &(a.m_a1) <<endl; 
    cout << "m_a2_addr=" << &(a.m_a2) <<endl; 
    cout << "m_a3_addr=" << &(pb->m_a3) <<endl; 
    pb = (B *)&a; 
    pb->fun(); 

    cout << "t1_addr=" << &t1 << endl; 
    cout << "t2_addr=" << &t2 << endl; 
    cout << "t3_addr=" << &t3 << endl; 
    cout << "t4_addr=" << &t4 << endl; 

    return 0; 
}
运行结果:
m_a1_addr=0xbfe4e15c
m_a2_addr=0xbfe4e15e
m_a3_addr=0x8048980
131073
m_a3_addr:0xbfe4e15c
t1_addr=0xbfe4e154
t2_addr=0xbfe4e150
t3_addr=0x804a0d8
t4_addr=0x804a0dc

运行结果说明:131073 = 2^17 + 1 , 其他的结果也就不解释了,看了前面的说明应该理解的。



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