在C++編程語言中，對于內(nèi)存的操作是一個非常重要的應(yīng)用技術(shù)，作為程序員來說，必須要清楚這方面的應(yīng)用。在這里我們先來介紹一下C++內(nèi)存使用機(jī)制的相關(guān)概念，希望能給大家?guī)硪恍椭?t#

1.程序使用內(nèi)存區(qū)

一個程序占用的內(nèi)存區(qū)一般分為5種：

（1）全局、靜態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)：存儲全局變量及靜態(tài)變量（包括全局靜態(tài)變量和局部靜態(tài)變量）

（2）常量數(shù)據(jù)區(qū)：存儲程序中的常量字符串等。

（3）代碼區(qū)：存儲程序的代碼。

（4）棧：存儲自動變量或者局部變量，以及傳遞的函數(shù)參數(shù)等。

（5）堆：存儲動態(tài)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。

在處理內(nèi)存時，系統(tǒng)會自動將內(nèi)存對齊，這樣雖然會浪費(fèi)一些內(nèi)存，但由于CPU在對齊方式下運(yùn)行比較快，所以一般都是對程序性能還是有好處的。

一個程序使用的棧的大小是固定的，由編譯器決定。一般是1MB。棧的內(nèi)存是系統(tǒng)自動分配的，壓棧和出棧都有相應(yīng)的指令進(jìn)行操作。因此效率較高，并且分配的內(nèi)存空間是連續(xù)的，不會產(chǎn)生內(nèi)存碎片；而堆上的內(nèi)存是由開發(fā)人員來動態(tài)分配和回收的。在分配內(nèi)存時，系統(tǒng)需要按照一定的算法在堆空間中尋找合適大小的空閑堆，并修改相應(yīng)的維護(hù)堆空閑空間的鏈表，然后返回地址給程序。因此效率比棧要低，此外還容易產(chǎn)生內(nèi)存碎片。

從C++對象模型的角度來說，對象就是C++內(nèi)存使用機(jī)制中的一片區(qū)域。如果一個對象通過定義在某個函數(shù)內(nèi)的變量或者實現(xiàn)需要的臨時變量來創(chuàng)建時，它是棧上的一個對象；如果一個對象是定義在全局范圍內(nèi)的變量，則它是存儲全局/靜態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)；如果一個對象是通過new操作符來創(chuàng)建時，它是堆上的一個對象。

2.對象的生命周期

（1）通過定義變量創(chuàng)建對象：在這種情況下，變量的作用域決定了對象的生命周期。當(dāng)進(jìn)入變量的作用域時，對象被創(chuàng)建。而退出變量的作用域時，對象被銷毀。值得注意的是靜態(tài)變量和全局變量，由于全局變量的作用域是整個程序，因此被聲明為全局變量的對象在程序調(diào)用main()函數(shù)之前被創(chuàng)建。當(dāng)程序退出main()函數(shù)之后，全局對象才被銷毀。靜態(tài)對象與全局對象類似，雖然靜態(tài)變量的作用域不是整個程序，但靜態(tài)變量是存儲在全局/靜態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)中，在程序開始時已經(jīng)分配好。因此聲明為靜態(tài)變量的對象第一次進(jìn)入作用域時被創(chuàng)建，直到程序退出時被銷毀。

（2）通過new操作符創(chuàng)建對象：這種情況相對比較簡單，但也最容易造成內(nèi)存泄漏。通過new創(chuàng)建的對象會一直存在，直到被delete銷毀。即使指向該對象的指針（一般都是自動變量）已被銷毀，但還沒有調(diào)用delete,該對象就會一直存在。即占據(jù)內(nèi)存空間，直到程序退出，因此也就造成內(nèi)存泄漏。

（3）通過實現(xiàn)創(chuàng)建對象：這種情況一般是指一些隱藏的中間臨時變量的創(chuàng)建和銷毀。它們的生命周期很短，也不容易被開發(fā)人員發(fā)覺。但常常是造成程序性能下降的瓶頸，尤其是對于那些占用內(nèi)存較多，創(chuàng)建速度較慢的對象。這些臨時對象一般是通過copy constructor創(chuàng)建的。在實際開發(fā)中，通過值傳遞傳遞參數(shù)，重載+及++等操作符，對對象進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算時，也會有臨時對象，對于這些情況，都要盡量避免不必要的臨時對象的出現(xiàn)。

3.C++對象的內(nèi)存布局

（1）非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員是影響對象占據(jù)內(nèi)存大小的主要因素，隨著對象數(shù)目的增加，非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員占據(jù)的內(nèi)存會相應(yīng)增加。

（2）所有的對象共享一份靜態(tài)數(shù)據(jù)成員，所以靜態(tài)數(shù)據(jù)成員占據(jù)的內(nèi)存的數(shù)量不會隨著對象數(shù)目的增加而增加。

（3）靜態(tài)成員函數(shù)和非靜態(tài)成員函數(shù)不會影響對象內(nèi)存的大小，雖然其實現(xiàn)會占據(jù)相應(yīng)的C++內(nèi)存使用機(jī)制空間，同樣也不會隨著對象數(shù)目的增加而增加。

（4）如果對象中包含虛函數(shù)，會增加4個字節(jié)的空間（虛函數(shù)表指針），不論有多少個虛函數(shù)。