太好的文章了，看到不得不轉，轉自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_5420e0000101a0w1.html
一、編譯時與運作時的記憶體情況
1.編譯時不配置設定記憶體
編譯時是不配置設定記憶體的。此時隻是根據聲明時的類型進行占位，到以後程式執行時配置設定記憶體才會正确。是以聲明是給編譯器看的，聰明的編譯器能根據聲明幫你識别錯誤。
2.運作時必配置設定記憶體
運作時程式是必須調到“記憶體”的。因為cpu（其中有多個寄存器）隻與記憶體打交道的。程式在進入實際記憶體之前要首先配置設定實體記憶體。
3.編譯過程
隻能簡單說一下，因為如果要詳細的話，就是一本書了《編譯原理》。編譯器能夠識别文法，資料類型等等。然後逐行逐句檢查編譯成二進制資料的obj檔案，然後再由連結程式将其連結成一個exe檔案。此時的程式是以exe檔案的形式存放在磁盤上。
4.運作過程
當執行這個exe檔案以後，此程式就被加載到記憶體中，成為程序。此時一開始程式會初始化一些全局對象，然後找到入口函數（main()或者winmain()），就開始按程式的執行語句開始執行。此時需要的記憶體隻能在程式的堆上進行動态增加/釋放了。
二、程式運作時的記憶體結構：
第一種圖示：
另外一種圖示：
各區段功能說明：
1、程式代碼區:存放函數體的二進制代碼。
2、全局區（靜态區）（static）:全局變量和靜态變量的存儲是放在一塊的，初始化的全局變量和靜态變量在一塊區域， 未初始化的全局變量和未初始化的靜态變量在相鄰的另一塊區域。 程式結束後由系統釋放。
3、文字常量區 :常量字元串就是放在這裡的。 程式結束後由系統釋放。
4、堆區（heap）: 一般由程式員配置設定釋放， 若程式員不釋放，程式結束時可能由os回收 。注意它與資料結構中的堆是兩回事，配置設定方式倒是類似于連結清單。
5、棧區（stack）:由編譯器自動配置設定釋放 ，存放函數的參數值，局部變量的值等。其操作方式類似于資料結構中的棧。
堆指：（滿足堆性質的）優先隊列的一種資料結構，第1個元素有最高的優先權；
棧指：滿足先進後出的性質的數學或資料結構。
例如：
#include
int overflow(char *buf)
{
char output[20];
strcpy(output,buf);
printf("out char output[20]/n",output);
getchar();
return 0;
}
int main()
char buf[100];
int j;
for(j=0;j<100;j++)
buf[j]='a';
overflow(buf);
例：
esp，ebp，eip都是系統的寄存器，裡面存的都是些位址。
為什麼要說這三個指針，是因為我們系統中棧的實作上離不開他們三個。
棧的資料結構，主要有以下特點： 後進先出。 它還有以下兩個作用：1.棧是用來存儲臨時變量，函數傳遞的中間結果。2.作業系統維護的，對于程式員是透明的。
通過一個小例子說說棧的原理：先寫個小程式：void fun(void){ printf("hello world")；}void main(void){ fun() printf("函數調用結束");}這是一個簡單的函數調用的例子。當程式進行函數調用的時候，我們經常說的是先将函數壓棧，當函數調用結束後，再出棧。這一切的工作都是系統幫我們自動完成的。但在完成的過程中，系統會用到下面三種寄存器：1.esp2.ebp3.eip
當調用fun函數開始時，三者的作用。
1.eip寄存器裡存儲的是cpu下次要執行的指令的位址。 也就是調用完fun函數後，讓cpu知道應該執行main函數中的printf（"函數調用結束"）語句了。
2.ebp寄存器裡存儲的是是棧的棧底指針，通常叫棧基址，這個是一開始進行fun()函數調用之前，由esp傳遞給ebp的。（在函數調用前你可以這麼了解：esp存儲的是棧頂位址，也是棧底位址。）
3.esp寄存器裡存儲的是在調用函數fun()之後，棧的棧頂，并且始終指向棧頂。
當調用fun函數結束後，三者的作用：
1.系統根據eip寄存器裡存儲的位址，cpu就能夠知道函數調用完，下一步應該做什麼，也就是應該執行main函數中的printf（“函數調用結束”）。
2.ebp寄存器存儲的是棧底位址，而這個位址是由esp在函數調用前傳遞給ebp的。等到調用結束，ebp會把其位址再次傳回給esp。是以esp又一次指向了函數調用結束後，棧頂的位址。
其實我們對這個隻需要知道三個指針是什麼就可以，對我們學習棧溢出的問題以及看棧這方面的書籍有些幫助。 ps:<轉>例子://main.cpp int
a = 0; //全局初始化區
char *p1; //全局未初始化區
main()
int b; //棧
char s[] = "abc""; //棧
char *p2; //棧
char *p3 = "123456"; //123456\0在常量區，p3在棧上。
static int c =0； //全局（靜态）初始化區
p1 = (char *)malloc(10);
p2 = (char *)malloc(20);
配置設定得來得10和20位元組的區域就在堆區。
strcpy(p1, "123456"); 123456\0放在常量區，編譯器可能會将它與p3所指向的"123456"優化成一個地方。
編輯本段堆和棧的理論知識
1.申請方式 stack:
由系統自動配置設定。 例如，聲明在函數中一個局部變量 int b; 系統自動在棧中為b開辟空間
heap:
需要程式員自己申請，并指明大小，在c中malloc函數
如p1 = (char *)malloc(10);
在c++中用new運算符
如p2 = new char[20];//(char *)malloc(10);
但是注意p1、p2本身是在棧中的。
2.申請後系統的響應
棧：隻要棧的剩餘空間大于所申請空間，系統将為程式提供記憶體，否則将報異常提示棧溢出。
堆：首先應該知道作業系統有一個記錄空閑記憶體位址的連結清單，當系統收到程式的申請時，會周遊該連結清單，尋找第一個空間大于所申請空間的堆結點，然後将該結點從空閑結點連結清單中删除，并将該結點的空間配置設定給程式，另外，對于大多數系統，會在這塊記憶體空間中的首位址處記錄本次配置設定的大小，這樣，代碼中的delete語句才能正确的釋放本記憶體空間。另外，由于找到的堆結點的大小不一定正好等于申請的大小，系統會自動的将多餘的那部分重新放入空閑連結清單中。
3.申請大小的限制
棧：在windows下,棧是向低位址擴充的資料結構，是一塊連續的記憶體的區域。這句話的意思是棧頂的位址和棧的最大容量是系統預先規定好的，在
windows下，棧的大小是2m（也有的說是1m，總之是一個編譯時就确定的常數），如果申請的空間超過棧的剩餘空間時，将提示overflow。是以，能從棧獲得的空間較小。
堆：堆是向高位址擴充的資料結構，是不連續的記憶體區域。這是由于系統是用連結清單來存儲的空閑記憶體位址的，自然是不連續的，而連結清單的周遊方向是由低位址向高位址。堆的大小受限于計算機系統中有效的虛拟記憶體。由此可見，堆獲得的空間比較靈活，也比較大。
4.申請效率的比較
棧由系統自動配置設定，速度較快。但程式員是無法控制的。
堆是由new配置設定的記憶體，一般速度比較慢，而且容易産生記憶體碎片,不過用起來最友善.
另外，在windows下，最好的方式是用virtualalloc配置設定記憶體，它不是在堆，也不是在棧,而是直接在程序的位址空間中保留一快記憶體，雖然用起來最不友善。但是速度快，也最靈活。
5.堆和棧中的存儲内容
棧： 在函數調用時，第一個進棧的是主函數中函數調用後的下一條指令（函數調用語句的下一條可執行語句）的位址，然後是函數的各個參數，在大多數的c編譯器中，參數是由右往左入棧的，然後是函數中的局部變量。注意靜态變量是不入棧的。
當本次函數調用結束後，局部變量先出棧，然後是參數，最後棧頂指針指向最開始存的位址，也就是主函數中的下一條指令，程式由該點繼續運作。
堆：一般是在堆的頭部用一個位元組存放堆的大小。堆中的具體内容有程式員安排。
6.存取效率的比較 char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa";
char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb";
aaaaaaaaaaa是在運作時刻指派的；
而bbbbbbbbbbb是在編譯時就确定的；
但是，在以後的存取中，在棧上的數組比指針所指向的字元串(例如堆)快。
比如：
void main()
char a = 1;
char c[] = "1234567890";
char *p ="1234567890";
a = c[1];
a = p[1];
return;
對應的彙編代碼
10: a = c[1];
00401067 8a 4d f1 mov cl,byte ptr [ebp-0fh]
0040106a 88 4d fc mov byte ptr [ebp-4],cl
11: a = p[1];
0040106d 8b 55 ec mov edx,dword ptr [ebp-14h]
00401070 8a 42 01 mov al,byte ptr [edx+1]
00401073 88 45 fc mov byte ptr [ebp-4],al
第一種在讀取時直接就把字元串中的元素讀到寄存器cl中，而第二種則要先把指針值讀到edx中，在根據edx讀取字元，顯然慢了。