提纲：

👉 八股：

说说静态变量在代码执行的什么阶段进行初始化

给我介绍一下静态全局变量、静态局部变量、全局变量、局部变量的特点，以及他们的应用场景。

你了解虚拟空间么 or 你了解C++的内存分布模型吗？

简单概述一下堆和栈的区别

为什么使用虚拟内存；其好处与坏处是什么？

申请堆内存时需要注意什么？

你了解内存泄漏么？

malloc内存管理原理

了解内存碎片么？

了解野指针么？

用new和malloc申请内存时有什么区别？你了解他们的底层实现么？

什么是内存池

在使用指针的时候你都从哪些方面考虑？

初始化为0的全局变量在bss还是data

在1G的内存中，能成功分配4G的数组么

👉 代码：

C++八股内容：

1、说说静态变量在代码执行的什么阶段进行初始化

static int value  //静态变量初始化语句

对于C语言： 静态变量和全局变量均在编译期进行初始化，及初始化发生在任何代码执行之前。
对于C++： 静态变量和全局变量仅当首次被使用的时候才进行初始化。

助记： 如果你使用过C/C++你会发现，C语言要求在程序的最开头声明全部的变量，而C++则可以随时使用随时声明；这个规律是不是和答案类似呢？

2. 给我介绍一下静态全局变量、静态局部变量、全局变量、局部变量的特点，以及他们的应用场景。

先分析一下他们各自是什么（此处以静态变量进行讨论）
- 全局变量就是定义在函数外的变量。
- 局部变量就是函数内定义的变量。
- 静态变量就是加了static的变量。例如：static int value = 1
各自存储的位置：
- 全局变量，存储在常量区（静态存储区）。
- 局部变量, 存储在栈区。
- 静态变量，存储在常量区（静态存储区）。
- 注意: 因为静态变量都在静态存储区（常量区），所以下次调用函数的时候还是能取到原来的值。
各自初始化的值：
- 局部变量一般是不初始化的，
- 全局变量和静态变量，都是初始化为0的，有一个初始值。
- 如果是类变量，会调用默认构造函数初始化。
从作用域来考虑：

首先你需要清楚：C++里作用域可分为6种：全局，局部，类，语句，命名空间和文件作用域
- 全局变量（函数体外定义）： 全局作用域，可以通过extern(引入C的那个)作用于其他非定义的源文件；都会一直存在，直到程序结束。
- 静态全局变量： 全局作用域+文件作用域，所以无法在其他文件中使用。
- 局部变量： 局部作用域，比如函数的参数，函数内的局部变量等等；它从进入作用域遇到该变量的时候开始出现，在离开的时候销毁。
- 静态局部变量： 局部作用域，只被初始化一次，直到程序结束。
各自的应用场景：
- 局部变量就是我们经常用的，进入函数，逐个构造，最后统一销毁。
- 全局变量主要是用来给不同的文件之间进行通信。
- 静态变量：只在本文件中使用，局部静态变量在函数内起作用，可以作为一个计数器。
- 例子：
```
   void func(){
     static int count;
     count ++;
   }
   int main(int argc, char** argv){
     for(int i = 0; i < 10; i++)
       func();
   }
```

3. 你了解虚拟空间么 or 你了解C++的内存分布模型吗？

引子：

首先你需要了解 物理内存：
- 物理内存实际上是 CPU中能直接寻址的地址线条数。由于物理内存是有限的，例如32位平台下，寻址的大小是4G，并且是固定的。内存很快就会被分配完，于是没有得到分配资源的进程就只能等待。当一个进程执行完了以后，再将等待的进程装入内存。这种频繁的装入内存的操作是很没效率的。
这就需要用到 虚拟内存 了。
- 在那个进程创建的时候，系统都会给每个进程分配4G的内存空间，这其实是虚拟内存空间。进程得到的这4G虚拟内存，进程自身以为是一段连续的空间，而实际上，通常被分隔成多个物理内存碎片，还有一部分存储在外部磁盘存储器上，需要的时候进行数据交换。
关于虚拟内存与物理内存的联系，下面这张图可以帮助我们巩固。

虚拟内存机理及优点：

虚拟内存是如何工作的？
- 当每个进程创建的时候，内核会为进程分配4G的虚拟内存，当进程还没有开始运行时，这只是一个内存布局。实际上并不立即就把虚拟内存对应位置的程序数据和代码（比如.text .data段）拷贝到物理内存中，只是建立好虚拟内存和磁盘文件之间的映射就好（叫做存储器映射）。这个时候数据和代码还是在磁盘上的。当运行到对应的程序时，进程去寻找页表，发现页表中地址没有存放在物理内存上，而是在磁盘上，于是发生缺页异常，于是将磁盘上的数据拷贝到物理内存中。
- 另外在进程运行过程中，要通过malloc来动态分配内存时，也只是分配了虚拟内存，即为这块虚拟内存对应的页表项做相应设置，当进程真正访问到此数据时，才引发缺页异常。
- 可以认为虚拟空间都被映射到了磁盘空间中（事实上也是按需要映射到磁盘空间上，通过mmap，mmap是用来建立虚拟空间和磁盘空间的映射关系的）
利用虚拟内存机制的优点？
- 既然每个进程的内存空间都是一致而且固定的（32位平台下都是4G），所以链接器在链接可执行文件时，可以设定内存地址，而不用去管这些数据最终实际内存地址，这交给内核来完成映射关系
- 当不同的进程使用同一段代码时，比如库文件的代码，在物理内存中可以只存储一份这样的代码，不同进程只要将自己的虚拟内存映射过去就好了，这样可以节省物理内存
- 在程序需要分配连续空间的时候，只需要在虚拟内存分配连续空间，而不需要物理内存时连续的，实际上，往往物理内存都是断断续续的内存碎片。这样就可以有效地利用我们的物理内存

C++的内存分布模型：

alt

从高地址到低地址，一个程序由内核空间、栈区、堆区、BSS段、数据段（data）、代码区组成。
可执行程序在运行时会多出两个区域：
- 堆区： 动态申请内存用。堆从低地址向高地址增长。
- 栈区： 存储 局部变量、函数参数值 。栈从高地址向低地址增长。是一块连续的空间。
在堆栈之间有一个 共享区（文件映射区）。
BSS 段：一块存放程序中未初始化 的全局变量和静态变量 的内存区域。
数据段data：一块存放程序中已初始化的全局变量和静态变量的内存区域。
代码段： 存放程序执行代码的一块内存区域。只读，不允许修改，代码段的头部还会包含一些只读的常量，如字符串常量字面值（注意：const变量虽然属于常量，但是本质还是变量，不存储于代码段）
在linux下size命令可以查看一个可执行二进制文件基本情况：

4.简单概述一下堆和栈的区别

申请方式及申请效率不同：
- 总结：栈申请的快，效率比堆高。
- 栈由系统自动分配，存放函数的参数值，局部变量的值；申请速度较快；而堆是人为申请开辟，也需要程序员手动释放，申请速度慢。
申请所得空间大小不同：
- 栈的空间大小并不大，一般最多为2M，超过之后会报Overflow错误。堆的空间非常大，理论上可以接近3G。（针对32位程序来说，可以看到内存分布，1G用于内核空间，用户空间中栈、BSS、data又要占一部分，所以堆理论上可以接近3G，实际上在2G-3G之间）。
就是上面那个图我画的 3G 和 1G 的分布。
缓存方式不同：
- 栈使用的是一级缓存，它们通常都是被调用时处于存储空间中，调用完毕立即释放；堆则是存放在二级缓存中，速度要慢些。
是否会产生内存碎片（内存碎片是操作系统知识，不知道百度即可）
- 栈不会产生内存碎片，堆会；因为栈采用后进先出，不可能进入空弹出空，而堆是人为频繁调用new或者malloc，所以总会产生碎片。

此题总结：

1、申请方式的不同。 栈由系统自动分配，而

【C++八股-第三期】内存管理

C++八股内容：

1、说说静态变量在代码执行的什么阶段进行初始化

2. 给我介绍一下 静态全局变量、静态局部变量、全局变量、局部变量的特点，以及他们的应用场景。

3. 你了解虚拟空间么 or 你了解C++的内存分布模型吗？

4.简单概述一下堆和栈的区别

2. 给我介绍一下静态全局变量、静态局部变量、全局变量、局部变量的特点，以及他们的应用场景。