数据内存管理

根据用于分配内存的方法，C++提供了3种管理数据内存的方式：自动存储、静态存储和动态存储（也称自由存储空间或堆）。在存在时间的长短方面，以这3种方式分配的数据对象各不相同。

1、自动存储

在函数内部定义的常规变量使用自动存储空间，被称为自动变量，这意味着它们在所属的函数被调用时自动产生，在该函数结束时消亡。
实际上，自动变量是一个局部变量，其作用域为包含它的代码块。代码块是被包含在花括号中的一段代码。到目前为止，我们使用的所有代码块都是整个函数。如for循环函数、if条件判断函数（特别注意：if( ; ; ){…}，容易忽略）。函数内也可以有代码块，如果在其中的某个代码块定义一个变量，则该变量仅在程序执行该代码块中的代码时存在。
自动变量通常存储在栈中。这意味着执行代码块时，其中的变量将依次加入到栈中，而在离开代码块时，将按相反的顺序释放这些变量，这被称为后进先出。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。

2、静态存储

静态存储是整个程序执行期间都存在的存储方式。使变量称为静态的方式有两种：一种是在函数外面定义它；另一种是在声明变量时使用关键字static。
自动存储和静态存储的关键在于：这些方法严格限制了变量的寿命。

3、动态存储

new和delete运算符提供了一种比自动变量和静态变量更灵活的方法。它们管理一个内存池，这在C++中被称自由存储空间或堆。该内存池同用于静态变量和自动变量的内存是分开的。
实例说明：
例1：

#include <stdio.h>
void main()
{
    int j = 1;
    for( int i=0, j=2; i < 3; i++)
    {
        for( int i=0; i < 3; i++)
        {
            int j = 4;  
            printf("%d	",j);
        }
        j++;
        printf("%d	",j);
        printf("%d	",i);
    }
    printf("%d
",j);
    while(1);
}

该程序在VS2010下的运行结果如下图所示：
这里写图片描述

注：为何这里要强调是在VS2010下的运行结果，那是因为在不同的软件下运行结果可能不同，这与其编译器种类有关。若在VC6.0下编译，则结果就不同。
说明：
1.外部for循环中的 i, j 与内部for循环中的 i, j是不一样的，它们占有不同的内存，而且都是在for函数内部定义的常规变量，故都为自动变量。特别要注意的是，i和j即使同为一个for循环下定义的自动变量，但它们的生命周期并不相同，有细微的差别：for下的小括号（）中定义的自动变量，它是在整个for函数执行完之后才释放内存，而for下的大括号{ }中定义的自动变量，是在每次for循环后就释放内存。对比两个for循环函数中的 i、j 变量的变化可得此结论（在VS2010下逐步运行该程序，观察局部变量的变化）。这也是在for循环中（指大括号{ }中）重复定义变量，编译器不报错的原因所在。

2.同样，main()函数中的 j也是自动变量，与for函数中定义的 j不同，它们占有不同的内存。

例2：

#include <stdio.h>
void main()
{
    int j=1;
    for( int i=0; i < 2; i++)
    {
        if( i % 2 == 0 ){
            int j=2;
            printf("%d	",j);
        }           
        else{
            int j=3;
            printf("%d	",j);
        }           
        printf("%d	",j);
    }
    printf("%d	",j);
    while(1);
}

该程序在VS2010下的运行结果如下图所示：
这里写图片描述

说明：仔细分析可知，if函数中的变量j为局部变量，只在if函数内有效，当在if函数外时其内存被释放。与例1中的for函数同理。这里，特别容易忽略if是一个函数，通常我们只认为它仅是一条语句，其实不然，注意其内部定义的变量为自动变量。

参考资料：《 C++ Primer Plus （第6版）中文版》P117-118