1、计算机使用内存来记忆或存储计算时使用的数据

· 计算机执行程序时，组成程序的指令和程序所操作的数据都必须存放在某个地方

· 这个地方就是计算机的内存（也称为主存或随机访问存储器），类比人类的大脑，内存就是程序员的一切，非常重要

注意：主存和RAM的区别

2、组成计算机内存的单位是bit（位）。binary digit(二进制数字)

8 bit（比特） = 1 byte （字节）

10M带宽：10M bps( bit per second )

内存分配方式 

内存分配方式有三种： 

（1）从静态存储区域分配。内存在程序编译的时候就已经分配好，这块内存在程序的整个运行期间都存在。例如全局变量，static变量。 

（2）在栈上创建。在执行函数时，函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建，函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中，效率很高，但是分配的内存容量有限。 

（3）从堆上分配，亦称动态内存分配。程序在运行的时候用malloc或new申请任意多少的内存，程序员自己负责在何时用free或delete释放内存。动态内存的生存期由我们决定，使用非常灵活，但问题也最多。 

常见的内存错误及其对策 

发生内存错误是件非常麻烦的事情。编译器不能自动发现这些错误，通常是在程序运行时才能捕捉到。而这些错误大多没有明显的症状，时隐时现，增加了改错的难度。有时用户怒气冲冲地把你找来，程序却没有发生任何问题，你一走，错误又发作了。 

常见的内存错误及其对策如下： 

• 内存分配未成功，却使用了它。 

编程新手常犯这种错误，因为他们没有意识到内存分配会不成功。常用解决办法是，在使用内存之前检查指针是否为NULL。如果指针p是函数的参数，那么在函数的入口处用assert(p!=NULL)进行检查。如果是用malloc或new来申请内存，应该用if(p==NULL) 或if(p!=NULL)进行防错处理。

• 内存分配虽然成功，但是尚未初始化就引用它。 

犯这种错误主要有两个起因：一是没有初始化的观念；二是误以为内存的缺省初值全为零，导致引用初值错误（例如数组）。 

内存的缺省初值究竟是什么并没有统一的标准，尽管有些时候为零值，我们宁可信其无不可信其有。所以无论用何种方式创建数组，都别忘了赋初值，即便是赋零值也不可省略，不要嫌麻烦。

• 内存分配成功并且已经初始化，但操作越过了内存的边界。 

例如在使用数组时经常发生下标“多1”或者“少1”的操作。特别是在for循环语句中，循环次数很容易搞错，导致数组操作越界。

• 忘记了释放内存，造成内存泄露。 

含有这种错误的函数每被调用一次就丢失一块内存。刚开始时系统的内存充足，你看不到错误。终有一次程序突然死掉，系统出现提示：内存耗尽。 

动态内存的申请与释放必须配对，程序中malloc与free的使用次数一定要相同，否则肯定有错误（new/delete同理）。

• 释放了内存却继续使用它。 

有三种情况： 

（1）程序中的对象调用关系过于复杂，实在难以搞清楚某个对象究竟是否已经释放了内存，此时应该重新设计数据结构，从根本上解决对象管理的混乱局面。 

（2）函数的return语句写错了，注意不要返回指向“栈内存”的“指针”或者“引用”，因为该内存在函数体结束时被自动销毁。(return ?) 

（3）使用free或delete释放了内存后，没有将指针设置为NULL。导致产生“野指针”。

【规则1】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。 

【规则2】不要忘记为数组和动态内存赋初值。防止将未被初始化的内存作为右值使用。 

【规则3】避免数组或指针的下标越界，特别要当心发生“多1”或者“少1”操作。 

【规则4】动态内存的申请与释放必须配对，防止内存泄漏。 

【规则5】用free或delete释放了内存之后，立即将指针设置为NULL，防止产生“野指针”。 

· 动态内存会被自动释放吗？ 

函数体内的局部变量在函数结束时自动消亡。很多人误以为示例是正确的。理由是p是局部的指针变量，它消亡的时候会让它所指的动态内存一起完蛋。这是错觉！

void Func(void)

{ 

char p = (char ) malloc(100);

// 动态内存会自动释放吗？ 

} 

我们发现指针有一些“似是而非”的特征：

（1）指针消亡了，并不表示它所指的内存会被自动释放。 

（2）内存被释放了，并不表示指针会消亡或者成了NULL指针。 

这表明释放内存并不是一件可以草率对待的事。也许有人不服气，一定要找出可以草率行事的理由： 

如果程序终止了运行，一切指针都会消亡，动态内存会被操作系统回收。既然如此，在程序临终前，就可以不必释放内存、不必将指针设置为NULL了。终于可以偷懒而不会发生错误了吧？ 想得美。如果别人把那段程序取出来用到其它地方怎么办？ 

·  内存耗尽怎么办？ 

如果在申请动态内存时找不到足够大的内存块，malloc和new将返回NULL指针，宣告内存申请失败。通常有三种方式处理“内存耗尽”问题。 

（1）判断指针是否为NULL，如果是则马上用return语句终止本函数。例如： 

void Func(void) 

{ 
        A *a = new A; 

        if(a == NULL) 

        { 

                return; 

        } 

… 

}

（2）判断指针是否为NULL，如果是则马上用exit(1)终止整个程序的运行。例如： 

void Func(void) 

{ 

        A *a = new A; 

        if(a == NULL) 

        { 

        cout << “Memory Exhausted” << endl; 

        exit(1); 

        } 

… 

}

（3）为new和malloc设置异常处理函数。例如Visual C++可以用_set_new_hander函数为new设置用户自己定义的异常处理函数，也可以让malloc享用与new相同的异常处理函数。

上述（1）（2）方式使用最普遍。如果一个函数内有多处需要申请动态内存，那么方式（1）就显得力不从心（释放内存很麻烦），应该用方式（2）来处理。 很多人不忍心用exit(1)，问：“不编写出错处理程序，让操作系统自己解决行不行？” 

不行。如果发生“内存耗尽”这样的事情，一般说来应用程序已经无药可救。如果不用exit(1) 把坏程序杀死，它可能会害死操作系统。道理如同：如果不把歹徒击毙，歹徒在老死之前会犯下更多的罪。

有一个很重要的现象要告诉大家。对于32位以上的应用程序而言，无论怎样使用malloc与new，几乎不可能导致“内存耗尽”。我在Windows 98下用Visual C++编写了测试程序，见示例。这个程序会无休止地运行下去，根本不会终止。因为32位操作系统支持“虚存”，内存用完了，自动用硬盘空间顶替。我只听到硬盘嘎吱嘎吱地响，Window 98已经累得对键盘、鼠标毫无反应。 我可以得出这么一个结论：对于32位以上的应用程序，“内存耗尽”错误处理程序毫无用处。这下可把Unix和Windows程序员们乐坏了：反正错误处理程序不起作用，我就不写了，省了很多麻烦。 必须强调：不加错误处理将导致程序的质量很差，千万不可因小失大。

void main(void) 

{ 

        float *p = NULL; 

        while(TRUE) 

        { 

        p = new float[1000000]; 

        cout << “eat memory” << endl; 

        if(p==NULL) 

               exit(1); 

        } 

} 

典型的存储器安排（Linux下的内存分配）

栈区：由编译器自动分配与释放。用于存放局部变量、函数参数、函数返回值。特点：效率高，但空间大小有限。

堆区：使用malloc或者new开辟的空间都是在堆上分配的，需要程序员显示地释放。如果没有释放，在程序运行结束时可能由OS回收。特点：使用灵活，空间较大，但容易出错。

BSS：没有进行未初始化操作的全局变量和静态变量放在该区，会被自动初始化为0。

数据区：初始化后的全局变量和静态变量还有常量放在该区。

注意：有的人也会把BSS和数据都叫做数据区。

（自由存储区）：实际上就是堆区，虽然网上有很多说它是跟堆类似的，但是经过我的多次测试发现它其实就是在堆区，此外，还有一个解释，那就是new的底层是调用了malloc函数的，new开辟的空间是在堆上，那么malloc不也应该是在堆上么。

只读数据区（字面常量区）：该区界于代码区和数据区之间，有的人把它归类于代码区，也有的人把它归类于数据区。不管怎么归类，只要自己清楚它是在数据区和代码区的之间就行了。该区一般用于存储只读数据的，字面常量都存在这个区里边。

这里需要注意的是const修饰的变量并不会存放在该区，而是取决于它定义的地方，局部定义的就存在栈区，全局定义的就存放在静态区。可能有的人会疑惑，const修饰的变量不是不能修改的么，是只读的，那应该存在只读数据区啊，事实上，C语言中，使用const修饰了一个变量，该变量不能直接修改，但是我们可以通过拿到这个变量的地址，然后通过它的地址来修改它，如果存放在只读数据区，拿到地址也是没法修改的。

#include <iostream>
using namespace std;
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int d;					//静态区（全局区）
int e = 5;				//静态区（全局区）
static int f = 6;		//静态区（全局区）
static int g;			//静态区（全局区）

void FunTest()
{
	int *p1 = (int*)malloc(sizeof(int));  //在堆上开辟
	int *p2 = new int;			//在堆上开辟
	cout << "用malloc申请 p1: " << p1 << endl << endl;
	cout << "用new申请 p2: " << p2 << endl << endl;
}

int main()
{
	int a = 2;			 //栈
	int b;				 //栈
	static int c = 4;	 //静态区（全局区）
	static int h;		 //静态区（全局区）
	const char* p = "abcde";	 //p在栈上，“abcde”在常量区

	cout << "局部变量初始化 a : " << &a << "  " << a << endl << endl;
	cout << "局部变量未初始化 b: " << &b << "  " << b << endl << endl;
	cout << "静态局部变量初始化 c: " << &c << "  " << c << endl << endl;
	cout << "静态局部变量未初始化 h: " << &h << "  " << h << endl << endl;
	cout << "全局未初始化 d: " << &d << "  " << d << endl << endl;
	cout << "全局初始化 e: " << &e << "  " << e << endl << endl;
	cout << "静态初始化 f: " << &f << "  " << f << endl << endl;
	cout << "静态未初始化 g: " << &g << "  " << g << endl << endl;
	cout << "指向常量字符串的指针 p: " << &p << endl << endl;
	FunTest();
	
	return 0;
}