内存布局------c++程序设计基础、编程抽象与算法策略

　　图中给出了在一个典型c++程序中如何组织内存的框架。程序中的指令（在底层都是按位存储的）、全局变量、静态对象和只读常量往往被存储在静态去（static area）（第二个图中的数据段、代码段。值得注意的一点是：代码段中存储的是可执行的代码和只读常量，很多人看到代码段就认为里面只有代码，数据段里面才是存储数据的，其实不是这样的。），该区域位于地址编址号较小的接近机器地址空间的开始处。该区域所分配的内存量在程序运行期间不会发生改变。关于全局对象，是在main()函数执行前就分配好了的。其实，在main()函数中的显示代码执行之前，会调用一个由编译器生成的_main()函数，而_main()函数会进行所有全局对象的的构造及初始化工作。而在main()函数结束之前，会调用由编译器生成的exit函数，来释放所有的全局对象。比如下面的代码：

int main()

{

　… …// 显式代码

}

　　实际上，被转化成这样：

int main()

{

　_main(); //隐式代码，由编译器产生，用以构造所有全局对象

　… … // 显式代码

　… …

　exit() ; // 隐式代码，由编译器产生，用以释放所有全局对象

}

刚才讲的是静态存储区中的全局对象，那么，局部静态对象了？局部静态对象通常也是在函数中定义的，就像栈对象一样，只不过，其前面多了个static关键字。局部静态对象的生命期是从其所在函数第一次被调用，更确切地说，是当第一次执行到该静态对象的声明代码时，产生该静态局部对象，直到整个程序结束时，才销毁该对象。

　　还有一种静态对象，那就是它作为class的静态成员。考虑这种情况时，就牵涉了一些较复杂的问题。

　　第一个问题是class的静态成员对象的生命期，class的静态成员对象在初始化静态成员对象就产生了，直到整个程序结束时，才销毁该对象。

　　第二个问题是，当出现下列情况时：

#include<iostream>
using namespace std;
class a {public:static int* g; };
int* a::g = new int;
class b : public a{};
class c : public b{};
int main() {
	cout << a::g << endl;
	cout << b::g << endl;
	cout << c::g << endl;
}

　　输出结果

00E89F10
00E89F10
00E89F10

　　继承类和基类共用一个静态成员变量。

　　内存中的最高地址区表示栈区（stack area）。当你的程序每调用一个函数或者方法，计算机（编译器自动管理）就会在这个内存区创建一个新的栈帧。当函数返回时，所创建的栈帧会被撤销，以为后续的函数调用所需的栈帧释放内存。通常栈空间容量比较小，一般是1MB～2MB，可设置大小。栈是机器系统提供的数据结构，计算机会在底层对栈提供支持：分配专门的寄存器存放栈的地址，压栈出栈都有专门的指令执行，这就决定了栈的效率比较高。栈内存的分配是连续的，类似于平时我们所说的栈，如果还不清楚，那么就把它想成数组，它的内存分配是连续分配的，即，所分配的内存是在一块连续的内存区域内．当我们声明变量时，那么编译器会自动接着当前栈区的结尾来分配内存．栈向下，向低地址方向增长。对于栈，它是一个先进后出的队列，进出一一对应，不会产生碎片。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。

　　处于栈区和静态区之间的内存区域被称为堆区（heap area）。（程序员手工管理）该区域会在程序运行时请求更多内存的时候发挥作用。唯一的方法是用new（malloc）。相比于栈空间，堆的容量要大得多。一般来讲在32位系统下，堆内存可以达到4G的空间。堆则是C/C++函数库提供的，它的机制是很复杂的，例如为了分配一块内存，库函数会按照一定的算法（具体的算法可以参考数据结构/操作系统）在堆内存中搜索可用的足够大小的空间，如果没有足够大小的空间（可能是由于内存碎片太多），就有可能调用系统功能去增加程序数据段的内存空间，这样就有机会分到足够大小的内存，然后进行返回。显然，堆的效率比栈要低得多。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。频繁的new/delete会造成大量碎片，使程序效率降低。堆向上，向高地址方向增长。用malloc 或new 申请内存之后，应该立即检查指针值是否为NULL。防止使用指针值为NULL 的内存。

内联函数的临时变量存在main的栈上，相当于main的临时变量。

这是一个前辈写的，非常详细
//main.cpp
int a = 0; 全局初始化区
char *p1; 全局未初始化区
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。
}

　　

c++程序设计基础、编程抽象与算法策略

另有说法是5个区

作者：Acjx

链接：https://www.zhihu.com/question/26224882/answer/32384814
来源：知乎
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1.在网上查资料看到：两种说法，一种是分为 栈，堆，自由存储区，全局，常量;第二，堆，栈，全局，常量，程序代码区，到底哪一个是对的呢？我个人一直是理解堆和自由存储区是一种东西，请解答一下疑惑

2，另外一个问题：类的成员函数，存放在什么地方呢？

第一个问题，如下：
1 .rodata段：存放只读数据，比如printf语句中的格式字符串和开关语句的跳转表。也就是你所说的常量区。

例如，全局作用域中的 const int ival = 10，ival存放在.rodata段
再如，函数局部作用域中的printf("Hello world %d\n", c);语句中的格式字符串"Hello world %d\n"，也存放在.rodata段

2 .text段：存放已编译程序的机器代码。

注意：程序加载运行时，.rodata段和.text段通常合并到一个Segment（Text Segment）中，操作系统将这个Segment的页面只读保护起来，防止意外的改写。

3 .data段：存放已初始化的全局变量。而局部变量在运行时保存在栈中，既不出现在.data段，也不出现在.bss段中。就是你所说的全局区。

例如：全局作用域中的int ival = 10，static int a = 30，以及局部作用域中的static int b = 30，这3个变量均存放在.data段中。注意，局部作用域中的static变量的生命周期和其余栈变量的生命周期是不同的。

4 .bss段：存放未初始化的全局变量。在目标文件中这个段不占据实际的空间，它仅仅是一个占位符，在加载时这个段用0填充。目标文件区分初始化和未初始化变量是为了空间效率：在目标文件中，未初始化变量不需要占据任何实际的磁盘空间。全局变量如果不初始化则初值为0，同理可以推断，static变量（不管是函数里的还是函数外的）如果不初始化则初值也是0，也分配在.bss段。

例如，全局作用域中的int ival; ival显然存放在.bss段

注意：.data和.bss在加载时合并到一个Segment（Data Segment）中，这个Segment是可读可写的。

5. 栈：函数的参数和局部变量是分配在栈上（但不包括static声明的变量）。在函数被调用时，栈用来传递参数和返回值。由于栈的后进先出特点，所以栈特别方便用来保存/恢复调用现场。

6. 堆：用于存放进程运行中被动态分配的内存段，它的大小并不固定，可动态扩张或缩减。当进程调用malloc/free等函数分配内存时，新分配的内存就被动态添加到堆上（堆被扩张）/释放的内存从堆中被剔除（堆被缩减）

现在回答你第二个问题，类的成员函数存放在代码段。

在C++中，如果类中有虚函数，那么它就会有一个虚函数表的指针__vfptr，在类对象最开始的内存数据中。之后是类中的成员变量的内存数据。注意要考虑对齐。

 

 

 

 典型的C程序之内存布局看起来是这样子滴，【图片来源：http://www.slideshare.net/emersonferr/2-c-reviewi】