//作者:halk
//2002年11月25号
我们在编写一段程序的时候，常常要用声明变量、动态分配等方式分配一块内存中的区域，在其中存储特定的值以备程序中使用。那么，这些被分配的内存区域在内存空间中是怎样存放的呢？本文将就此给出一些个人的理解，欢迎大家探讨！
一．存空间的对齐规则
首先看一段例子：
……
int i1;
char c1;
char c2;
int i2;
cout << "i1:" <<&i1 << "\n";
cout << "c1:" <<(void *)&c1 << "\n";
cout << "c2:" <<(void *)&c2 << "\n";
cout << "i2:" <<&i2 << "\n";
……
输出结果如下：
i1:0012FF4C
c1:0012FF48
c2:0012FF44
i2:0012FF40
是不是有些奇怪？
我们知道char类型的变量是只占用一个字节的，用sizeof(char)得到的结果也会是1。但在这里我们看到，c1和c2都被分配了4个字节的存储空间，尽管我们用c1、c2只能访问其中的一个！
Windows确实是这样做的。在为变量/对象分配内存的时候，总是以4字节对齐，无论你的变量类型是什么。也就是说，任何一个变量/对象的存储空间都是以4的整数倍的地址开始的。
为什么会这样？我不知道，大概这跟操作系统的位数有关吧！本人系统是Win2000，以上结果也是在2000中得到的。在DOS6.22/7.0下是什么情况？我想应该是两字节（16位）对齐，但是没试过。如果哪位大虾感兴趣的话可以试一试，别忘了把结果跟我说一下！^_^
下面我们稍微做一下改动，将四个变量声明到一个结构中：
struct test
{
int i1;
char c1;
char c2;
int i2;
};
然后在main()中执行以下语句：
test s;
cout << "s.i1:" <<&s.i1 << "\n";
cout << "s.c1:" <<(void *)&s.c1 << "\n";
cout << "s.c2:" <<(void *)&s.c2 << "\n";
cout << "s.i2:" <<&s.i2 << "\n";
结果如下：
s.i1:0012FF50
s.c1:0012FF54
s.c2:0012FF55
s.i2:0012FF58
晕了~~~~~~~~~~~~~~~~这里的c1怎么就给分配了一个字节的空间？上面不是说总是4字节对齐吗？怎么这里又不舍的给那三个字节了？再看c2，更晕了!@#$%^&*怎么给它老人家三个字节空间？
看来在结构中，结构成员的内存分配不总是4字节对齐的了，而是跟变量本身的大小有关了。例如sizeof(char)=1, 所以char 型变量以1字节对齐；sizeof(short)=2，所以short型变量以2字节对齐等等。经过实验证明，在类中也是这样做的。
但是要注意，对于一个结构实例/类实例而言，它们是作为一个对象而存在的，所以为他们分配的空间还是要以4字节对齐。
二．栈内存与堆内存
我们都知道，当我们想得到一块特定大小的存储区域的时候，可以用声明变量来获取，也可以用new操作符获取。例如我想获得一块存储4个整数的空间，以下方式都可以得到：
int iArray[4];
int pPointer = new int[4];
这两种方式是不相同的。声明变量/数组的方式，是在栈中分配内存。程序中的每一个函数都有自己的栈，用于为函数作用域内的变量/对象分配存储空间。当调用完此函数返回的时候，栈空间自动被收回，其中的内容也就全部无效了。而new是在堆中分配内存的，而且一经分配则永久保留，直到显式的以delete运算符来释放掉。如果不进行delete，则会造成内存泄露。
C函数库中的malloc/free也是在堆中分配内存的，与new/delete相比，二者在为对象分配空间的时候有所区别。关于这个此处不做过多解释，有兴趣的读者可以去查阅相关资料。
下面举一个例子，来演示堆内存和栈内存的使用。
char *GetMemory(void)
{
char p [] ="Hello world";
return p;
}
void Test(void)
{
char *str =NULL;
str =GetMemory();
printf(str)}
{
建立一个完整的程序，调用以上的Test函数，然后看看输出了什么？
Hello world
哈哈……成功！~~~~~~~~~~~~~~~
再运行一遍，乱码！！！
再来一遍？一半正确，一般是乱码！！！
有鬼呀~~~~~~~~~~~~~~
呵呵……是栈内存在作怪。
char p [] =="Hello world";是在栈中分配的存储区域，它在GetMemory返回时已经失效了，里面的内容可能任何值但是已经没有了意义。
将以上程序改动一下：
char *GetMemory(void)
{
char str[] = "Hello world";
int isize = strlen(str) + 1;
char *p = new char[isize];
memcpy(p, str, isize);
return p;
}
编译，运行……
Hello world
再来一遍？来十遍都不会错了！这里返回的是指向堆内存的指针，即使函数结束了也不会释放。当然，如果你在程序结束前不用delete释放掉它的话，它就永远在哪儿了 。这也应该叫做“常驻内存”吧？哈哈……
有关内存的话题简直是“罄竹难书”，这里所谈及只是其中比较浅的一部分。本人水平有限，更高深的东东就不太敢信口雌黄了，呵呵……希望能与大家共同探讨！
