1. 内存分区

程序运行时，内存通常分为以下几个区域：

1. 代码区（Text Segment）

   • 存储内容：程序的执行代码（机器指令）。
   • 特点：只读，防止程序被意外修改。

2. 数据区（Data Segment）

   • 存储内容：已初始化的全局变量、静态变量（包括静态局部变量和静态全局变量）。
   • 特点：在程序启动时分配并初始化，生命周期持续到程序结束。

3. BSS段（Block Started by Symbol）

   • 存储内容：未初始化的全局变量和静态变量。
   • 特点：程序启动时自动初始化为零或空指针，生命周期同数据区。

4. 堆（Heap）

   • 存储内容：动态分配的内存（如 malloc/new 申请的内存）。
   • 特点：
     • 手动管理（需显式释放 free/delete）。
     • 内存不连续，可能产生碎片。
     • 大小受系统虚拟内存限制。

5. 栈（Stack）

   • 存储内容：函数调用时的局部变量、参数、返回地址等。
   • 特点：
     • 自动管理（由编译器分配/释放）。
     • 内存连续，高效但大小有限（如 Linux 默认 8MB）。
     • 栈溢出会导致程序崩溃（如无限递归）。

6. 内存映射段（Memory Mapping Segment）

   • 存储内容：动态链接库、文件映射（如 mmap 映射的文件）。
   • 特点：由操作系统管理，常用于共享内存或高效文件 I/O。

2. 堆与栈的核心区别

特性	堆（Heap）	栈（Stack）
管理方式	手动分配/释放（如 malloc/free）	自动分配/释放（编译器管理）
内存分配效率	低（需动态查找可用内存）	高（仅移动栈指针）
碎片问题	可能产生外部/内部碎片	无碎片（后进先出结构）
内存大小	受系统虚拟内存限制	固定大小（如 Linux 默认 8MB）
访问速度	慢（需指针寻址）	快（连续内存，寄存器操作）
生命周期	由程序员控制	随函数调用结束自动释放
典型场景	动态数据结构（链表、树）	局部变量、函数调用上下文

3. 各分区存储内容总结

内存分区	存储内容	生命周期	管理方式
代码区	程序指令（二进制代码）	程序运行期间	操作系统
数据区	已初始化的全局变量、静态变量	程序启动到结束	编译器
BSS段	未初始化的全局变量、静态变量	程序启动到结束	编译器
堆	动态分配的内存块	程序员手动控制	程序员
栈	局部变量、函数参数、返回地址	函数调用期间	编译器
内存映射段	动态库、文件映射	程序运行期间（可手动释放）	操作系统

4. 常见问题示例

1. 栈溢出（Stack Overflow）

   void recursive_func() {int buffer[1024]; // 每次递归消耗约 4KB 栈空间recursive_func(); // 无限递归导致栈溢出
   }

2. 堆内存泄漏（Heap Leak）

   void leak_memory() {int *ptr = malloc(100 * sizeof(int)); // 分配后未释放// 函数结束，ptr 指针丢失，内存无法回收
   }

3. 全局变量与静态变量

   int global_var = 10;          // 数据区
   static int static_var;         // BSS段（未初始化）
   void func() {static int local_static = 5; // 数据区（初始化）
   }

5. 总结

• 代码区、数据区、BSS段：静态分配，生命周期长，由编译器/操作系统管理。
• 堆：动态分配，灵活但需手动管理，适合大内存需求。
• 栈：高效自动管理，适合局部变量和函数调用。
• 内存映射段：特殊用途，如共享库和文件操作。

理解内存分区和堆栈区别，有助于优化程序性能、避免内存错误（如泄漏、溢出），并合理设计数据结构。