C/C++C++内存管理

Posted 2022-12-13 mick_seu

内存管理一直是C++的一个难题，这里我借助几篇博文好好“预习”一下。

C/C++内存管理详解（ShinChan's Blog）

c++ 全局变量初始化的一点总结（twoon）

C的内存分为：

1）栈 - 由编译器自动分配释放

2）堆 - 一般由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收

3）全局区（静态区）- 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一块区域。- 程序结束释放

4）常量区 - 存放常量

C++的内存则分为：

1）栈：函数内局部变量在栈上创建，函数执行结束时这些存储单元自动被释放。

2）堆：由 new 动态分配，由 delete 动态释放。如果程序员没有释放掉，那么在程序结束后，操作系统会自动回收。

3）自由存储区：由 malloc 分配的内存块，用 free 释放内存，与堆类似。

4）全局/静态存储区：全局变量和静态变量被分配到同一块内存中，在以前的C语言中，全局变量又分为初始化的和未初始化的，在C++里面没有这个区分了，他们共同占用同一块内存区。

5）常量存储区：这是一块比较特殊的存储区，他们里面存放的是常量，不允许修改。（当然，你要通过非正当手段也可以修改，而且方法很多）

分布在不同内存的变量其存储期也不同：栈上的数据生存期仅限于其身处的block（自动存储期），堆上的数据生存期从 new 开始到 delete（动态存储期），自由存储区的数据类似。剩下两种变量具有静态存储期，拥有静态存储期的数据在编译过程中分配好了空间，初始化过程在main函数之前，可能在编译过程中完成，也可能是在运行过程中完成。

拥有静态存储期的变量初始化可以划分为以下两个不同的情况（c++11 N3690 3.6.2)：

1、static initialization:  静态初始化指的是用常量来对变量进行初始化，主要包括 zero initialization 和 const initialization，静态初始化在编译时完成，对简单类型(内建类型，POD等)来说，从具体实现上看，zero initialization 的变量会被保存在 bss 段，const initialization 的变量则放在 data 段内，程序加载即可完成初始化，这和 c 语言里的全局变量初始化基本是一致的。

2、dynamic initialization:  动态初始化主要是指需要经过函数调用才能完成的初始化，比如：int a = foo()，或者是复杂类型（类）的初始化（需要调用构造函数）等。这些变量的初始化会在 main 函数执行前由运行时调用相应的代码从而得以进行（函数内的 static 变量除外）。

需要注意的是：局部静态变量的内存确实是在编译时分配的，但初始化却是在第一次执行到代码时才进行。

参见知乎：C++局部静态变量的内存什么时候创建的？