这种类型的内存是在堆还是栈上分配的？

Posted 2023-02-21

【中文标题】这种类型的内存是在堆还是栈上分配的？

【英文标题】：Does this type of memory get allocated on the heap or the stack?

【发布时间】：2010-09-30 09:59:27

【问题描述】：

在 C++ 的上下文中（没关系）：

class Foo
    private:
        int x[100];
    public:
        Foo();

我所学到的告诉我，如果你像这样创建一个 Foo 的实例：

Foo bar = new Foo();

那么数组 x 是在堆上分配的，但是如果你像这样创建了一个 Foo 的实例：

Foo bar;

然后在堆栈上创建它。

我在网上找不到资源来确认这一点。

【参考方案1】：

是的，如果您在堆上创建Foo 对象，则会在堆上创建成员数组x。当您为Foo 分配动态内存时，您要求的内存长度为sizeof(Foo)（可能还有一些内存开销，但我们暂时忽略它），这在您的示例代码中意味着100 ints 的大小.这必须在Foo 类型的对象（及其内部数据）的生命周期内跨越范围。

如果您不在堆上创建Foo 对象，并且Foo 的内部数组不是您在Foo 的构造函数中使用new 分配内存的指针，那么内部数组将在堆栈上创建。同样，为了在范围结束时自动清理阵列而没有任何deletes，必须是这种情况。具体来说，

struct Foo 
    int* y;
    Foo() : y(new int())  
    ~Foo()  delete y; 
;

将在堆上创建y，无论Foo 对象是在堆栈上还是在堆上创建。

【参考方案2】：

严格来说，根据标准，对象不必存在于堆栈或堆中。该标准定义了 3 种类型的“存储持续时间”，但没有明确说明必须如何实现存储：

静态存储时长 自动存储时长 动态存储时长

自动存储持续时间通常（几乎总是）使用堆栈实现。

动态存储持续时间通常使用堆实现（最终通过malloc()），但即使编译器的用户也可以覆盖它。

静态存储持续时间通常称为全局变量（或静态存储）。

标准对这些事情有这样的说法（以下是 3.7 - Storage Duration 的各个部分的摘录）：

静态和自动存储期限 与引入的对象相关联 通过声明（3.1）和隐式 由实现（12.2）创建。 动态存储时长为 与创建的对象相关联 新运算符 (5.3.4)。

...

所有没有动态的对象 存储期限也没有本地有 静态存储时间。存储 对于这些对象应持续 计划的持续时间（3.6.2， 3.6.3)。

...

本地对象显式声明为 auto 或注册或未明确声明 静态或外部有自动 储存期限。存储为 这些对象持续到块 它们被创建的出口。

...

对象可以动态创建 在程序执行期间（1.9），使用 新表达式（5.3.4），并销毁 使用删除表达式 (5.3.5)。交流电 + + 实现通过以下方式提供对动态存储的访问和管理 全局分配函数 运算符 new 和 operator new[] 和 全局释放函数 运算符删除和运算符删除[]。

...

库提供默认 全局分配的定义 和释放功能。一些 全局分配和释放 功能可替换 (18.4.1)

最后（关于示例类中的数组）：

3.7.4 子对象的持续时间 [basic.stc.inherit]

成员子对象、基类子对象和数组元素的存储时长是它们完整的存储时长 对象 (1.8)。

【参考方案3】：

对您的示例稍作修改：

class Foo
    private:
        int x[100];
        int *y;
    public:
        Foo()
        
           y = new int[100];
        
        ~Foo()
         
           delete[] y; 
        

示例 1：

Foo *bar = new Foo();

x 和 y 在堆上： sizeof(Foo*) 在堆栈上创建。 sizeof(int) * 100 * 2 + sizeof(int *) 在堆上

---

示例 2：

Foo bar;

x 在栈上，y 在堆上 sizeof(int) * 100 在栈上 (x) + sizeof(int*) sizeof(int) * 100 在堆上 (y)

实际大小可能会因类/结构对齐而略有不同，具体取决于您的编译器和平台。

【讨论】：

您对如何得出结论有任何建议的参考资料吗？我的印象与 OP 相同；调用new 会在堆上为数据动态分配内存。否则，像Foo bar 这样的调用会将本地数据压入堆栈。无论哪种情况，我都希望类指针严格分配在堆栈上。修饰符public和private对分配方式有何影响？

【参考方案4】：

你是说

Foo* bar = new Foo(); 

我想。 那个是在堆中创建的。

【参考方案5】：

Foo 类型的对象按顺序存储 100 个整数。 如果你在堆栈上创建它，你将把它全部放在堆栈上。 如果您使用 new 执行此操作，它将作为对象的一部分在堆上。

这是语言规范的一部分，我不确定您的问题是什么。

【讨论】：

也许他在问语言规范的哪一部分是这样说的 :-)