一、预备知识—程序的内存分配
一个由c/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分
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。其操作方式类似于数据结构中的栈。
2、堆区（heap） — 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 。注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表，呵呵。
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一块区域。 - 程序结束后有系统释放
4、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
5、程序代码区—存放函数体的二进制代码。
一个由c/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分
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。其操作方式类似于数据结构中的栈。
2、堆区（heap） — 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 。注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表，呵呵。
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一块区域。 - 程序结束后有系统释放
4、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
5、程序代码区—存放函数体的二进制代码。
例子程序一
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。
}
动态分配内存
一般来说，程序中使用的数组个数或占用内存单元的大小是在编写程序时就确定的，因此，在程序编译或运行时这些数组的个数或占用内存单元的大小是确定的。这种内存分配方法称作静态内存分配。静态内存分配的缺点是程序中数组的个数或占用内存单元的大小是在编写程序时确定的，是无法在程序运行过程中改变的。很多高级程序设计语言还支持一种称作动态内存分配的内存空间分配方法。动态内存分配就是设计人员可以根据具体问题的具体需要，在程序运行时再具体确定数组的个数或占用内存单元的大小，从而在程序运行时具体确定所需要的内存单元空间。
C语言支持动态内存分配。C语言的函数库中包含了一组可以在程序运行时要求系统分配内存空间的函数。这些函数主要是malloc()函数、free()函数、calloc()函数和realloc()函数。这些函数一般存放在头文件malloc.h中。
（类型*）malloc(unsigned size) //在内存的动态存储区中分配长度为size字节的连续区域，返回该区域的首地址，此时的内存中的值没有被初始化，是一个随机数。
（类型*）calloc(n, size) //在内存的动态存储区中分配n块长度为size字节的连续区域，返回首地址，此时的内存中的值都被初始化为0。
（类型*）realloc(*ptr , size) //将ptr内存大小增大到size，新增加的内存块没有被初始化。
free（void *ptr） //释放ptr所指向的内存空间。
例子(二)
//返回char型指针
char *f()
{
//s数组存放于栈上
char s[4] = {'1','2','3','0'};
return s; //返回s数组的地址，但程序运行完s数组就被释放了
}
void main()
{
char *s;
s = f();
printf (%s, s); //打印出来乱码。因为s所指向地址已经没有数据
}
//返回char型指针
char *f()
{
//s数组存放于栈上
char s[4] = {'1','2','3','0'};
return s; //返回s数组的地址，但程序运行完s数组就被释放了
}
void main()
{
char *s;
s = f();
printf (%s, s); //打印出来乱码。因为s所指向地址已经没有数据
}
动态分配释放内存
1）用malloc动态分配内存后一定要判断一下分配是否成功，判断指针的值是否为NULL。
2）内存分配成功后要对内存单元进行初始化。
3）内存分配成功且初始化后使用时别越界了。
4）内存使用完后要用free（p）释放，注意，释放后，p的值是不会变的，仍然是一个地址值，仍然指向那块内存区，只是这块内存区的值变成垃圾了。为了防止后面继续使用这块内存，应在free(p)后，立即p=NULL，这样后面如果要使用，判断p是否为NULL时就会判断出来。
NO.1
void GetMemory(char *p)
{
p = (char *)malloc(100);
}
void Test(void)
{
char *str = NULL;
GetMemory(str);
strcpy(str,hello world);
printf(str);
}
请问运行Test函数后会是什么样的结果？
NO.2
char *GetMemory(void)
{
char p[] = hello world;
retrun p;
}
void Test(void)
{
char *str = NULL;
str = GetMemory();
printf(str);
}
请问运行Test函数后会是什么样的结果？
NO.3
void GetMemory2(char **p, int num)
{
*p = (char *)malloc(num);
}
void Test(void)
{
char *str = NULL;
GetMemory(&str,100);
strcpy(str,hello);
printf(str);
}
请问运行Test函数后会是什么样的结果？
void GetMemory2(char **p, int num)
{
*p = (char *)malloc(num);
}
void Test(void)
{
char *str = NULL;
GetMemory(&str,100);
strcpy(str,hello);
printf(str);
}
请问运行Test函数后会是什么样的结果？
NO.4
void Test(void)
{
char *str = (char *)malloc(100);
strcpy(str,hello);
free(str);
if(str != NULL)
{
strcpy(str,world);
printf(str);
}
}
请问运行Test函数后会是什么样的结果？
我对以上问题的分析：
NO.1：程序首先申请一个char类型的指针str,并把str指向NULL（即str里存的是NULL的地址，*str为NULL中的值为０），调用函数的过程中做了如下动作：１申请一个char 类型的指针p，２把str的内容copy到了p里（这是参数传递过程中系统所做的）,3为p指针申请了100个空间，４返回Test函数．最后程序把字符串hello world拷贝到str指向的内存空间里．到这里错误出现了！str的空间始终为NULL而并没有实际的空间．深刻理解函数调用的第2步，将不难发现问题所在！（建议：画图理解）
NO.2：程序首先申请一个char类型的指针str,并把str指向NULL．调用函数的过程中做了如下动作：１申请一数组p[]并将其赋值为hello world(数组的空间大小为12)，２返回数组名p付给str指针（即返回了数组的首地址）．那么这样就可以打印出字符串＂hello world＂了么？当然是不能的！因为在函数调用的时候漏掉了最后一步．也就是在第２步return数组名后，函数调用还要进行一步操作，也就是释放内存空间．当一个函数被调用结束后它会释放掉它里面所有的变量所占用的空间．所以数组空间被释放掉了，也就是说str所指向的内容将不确定是什么东西．
NO.3：正确答案为可以打印出hello．但内存泄漏了！
NO.4：申请空间，拷贝字符串，释放空间．前三步操作都没有任何问题．到if语句里的判断条件开始出错了，因为一个指针被释放之后其内容并不是NULL，而是一个不确定的值．所以if语句永远都不能被执行．这也是著名的＂野＂指针问题．所以我们在编写程序释放一个指针之后一定要人为的将指针付成NULL．这样就会避免出现＂野＂指针的出现．有人说＂野＂指针很可怕，会带来意想不到的错误．
二、堆和栈的理论知识
2.1申请方式
stack:
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
heap:
需要程序员自己申请，并指明大小，在c中malloc函数
如p1 = (char *)malloc(10);
在C++中用new运算符
如p2 = (char *)malloc(10);
但是注意p1、p2本身是在栈中的。
2.2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，否则将报异常提示栈溢出。
堆：首先应该知道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。
2.3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确定的常数），如果申请的空间超过栈的剩余空间时，将提示overflow。因此，能从栈获得的空间较小。
堆：堆是向高地址扩展的数据结构，是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地址的，自然是不连续的，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。由此可见，堆获得的空间比较灵活，也比较大。
2.4申请效率的比较
栈由系统自动分配，速度较快。但程序员是无法控制的。
堆是由new分配的内存，一般速度比较慢，而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便.
另外，在WINDOWS下，最好的方式是用VirtualAlloc分配内存，他不是在堆，也不是在栈是直接在进程的地址空间中保留一快内存，虽然用起来最不方便。但是速度快，也最灵活。
2.5堆和栈中的存储内容
栈： 在函数调用时，第一个进栈的是主函数中后的下一条指令（函数调用语句的下一条可执行语句）的地址，然后是函数的各个参数，在大多数的C编译器中，参数是由右往左入栈的，然后是函数中的局部变量。注意静态变量是不入栈的。
当本次函数调用结束后，局部变量先出栈，然后是参数，最后栈顶指针指向最开始存的地址，也就是主函数中的下一条指令，程序由该点继续运行。
堆：一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容有程序员安排。
2.6存取效率的比较
char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa";
char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb";
aaaaaaaaaaa是在运行时刻赋值的；
而bbbbbbbbbbb是在编译时就确定的；
但是，在以后的存取中，在栈上的数组比指针所指向的字符串(例如堆)快。
比如：
＃i nclude
void main()
{
char a = 1;
char c[] = "1234567890";
char *p ="1234567890";
a = c[1];
a = p[1];
return;
}
对应的汇编代码
10: a = c[1];
00401067 8A 4D F1 mov cl,byte ptr [ebp-0Fh]
0040106A 88 4D FC mov byte ptr [ebp-4],cl
11: a = p[1];
0040106D 8B 55 EC mov edx,dword ptr [ebp-14h]
00401070 8A 42 01 mov al,byte ptr [edx+1]
00401073 88 45 FC mov byte ptr [ebp-4],al
第一种在读取时直接就把字符串中的元素读到寄存器cl中，而第二种则要先把指针值读到edx中，在根据edx读取字符，显然慢了。
2.7小结
堆和栈的区别可以用如下的比喻来看出：
使用栈就象我们去饭馆里吃饭，只管点菜（发出申请）、付钱、和吃（使用），吃饱了就走，不必理会切菜、洗菜等准备工作和洗碗、刷锅等扫尾工作，他的好处是快捷，但是自由度小。
使用堆就象是自己动手做喜欢吃的菜肴，比较麻烦，但是比较符合自己的口味，而且自由度大。
