C++中的指针存储在堆栈还是堆中？

Question

我试图理解堆和栈内存之间的区别，这个问题在SO上以及这个解释都很好地解释了基础知识。

然而，在第二个解释中，我遇到了一个例子，其中有一个具体问题，该例子如下： 解释说对象m是在堆上分配的，我只是想知道这是否就是全部。根据我的理解，对象本身确实是在堆上分配的，因为使用了new关键字进行其实例化。

然而，对象m的指针同时也在栈上分配，否则，位于堆中的对象本身将无法访问。我觉得出于完整性的考虑，在这个教程中应该提到这一点，忽略这一点会让我有些困惑，所以我希望有人能澄清这一点并告诉我，我的理解是正确的，即这个例子应该基本上有两个语句，分别是： 1.对象m的指针已经在栈中分配了 2.对象m本身（因此它所携带的数据以及访问其方法）已经在堆中分配了

- nburk

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是的，你的理解是正确的。指针在栈上分配，它所指向的对象在堆上分配。 - Mohit Jain

指针是一个对象。对象的位置通常取决于其生命周期；具有静态生命周期的对象位于全局内存中，具有动态生命周期的对象位于堆上，具有自动生命周期或临时生命周期的对象位于栈上，异常在其他一些特殊位置等等。像栈或堆这样的词只是约定俗成的方式，用于指定生命周期，并不是内存中的某个特定位置。 - James Kanze

Answer 1

你的理解可能是正确的，但是陈述是错误的：

在堆栈上分配了一个指向对象m的指针。

m是指针，它在栈上。也许你指的是指向Member对象的指针。

对象m本身（它所携带的数据以及访问其方法的方式）已在堆上分配。

正确的说法应该是由m指向的对象是在堆上创建的

通常，任何函数/方法本地对象和函数参数都是在堆栈上创建的。由于m是一个函数本地对象，因此它在堆栈上，但是被m指向的对象在堆上。

- Rakib

Answer 2

“堆”和“栈”是一般编程术语。特别地，没有存储需要通过堆或栈数据结构进行内部管理。

C ++具有以下存储类：

- 静态 - 自动 - 动态 - 线程

大致而言，“动态”对应于“堆”，而“自动”对应于“栈”。

针对您的问题：指针可以在这四个存储类中的任何一个中创建；被指向的对象也可以在这些存储类中的任何一个中。下面是一些例子：

void func()
{
    int *p = new int;            // automatic pointer to dynamic object
    int q;                       // automatic object
    int *r = &q;                 // automatic pointer to automatic object
    static int *s = p;           // static pointer to dynamic object
    static int *s = r;           // static pointer to automatic object (bad idea)
    thread_local int **t = &s;   // thread pointer to static object 
}

如果在函数内部，则未指定说明符声明的命名变量是 自动变量，否则为 静态变量。

- M.M

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+1 对于“Moving onto your question”之前的所有内容，我认为这些额外的细节更重要，因为问题本身是一个真理。 - underscore_d

为什么“指向自动对象的静态指针”是不好的？是因为当函数结束时，自动对象将被释放，但静态指针将继续存在吗？此外，如果动态变量存储在堆上，自动变量存储在栈上，那么静态变量存储在哪里？这个答案真的帮了我很多，谢谢。 - Jay S.

@JayS。是的，这很糟糕，因为静态指针将指向一个在函数第一次返回后不再存在的对象。"事物存储的位置"是实现细节，超出了本答案的范围。 - M.M

Answer 3

当你在函数中声明一个变量时，它总是存储在堆栈上。所以你的变量Member* m被创建在堆栈上。请注意，仅凭自身，m只是一个指针；它不指向任何东西。您可以使用它指向堆栈或堆上的对象，或者什么都不指向。

在类或结构体中声明变量是不同的--那些会出现在类或结构体实例化的位置。

要在堆上创建东西，您使用new或std::malloc（或其变体）。在您的示例中，您使用new在堆上创建一个对象，并将其地址赋给m。堆上的对象需要释放以避免内存泄漏。如果使用new分配，则需要使用delete；如果使用std::malloc分配，则需要使用std::free。更好的方法通常是使用"智能指针"，它是一个包含指针并具有释放它的析构函数的对象。

- user3553031

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在函数中声明为静态的变量会被放置在堆栈上吗？考虑到它具有静态分配，这是不可能的，对吧？ - Abdel Aleem

正确的、典型的基于堆栈的C++实现不会将静态变量存储在堆栈上。静态变量存储在内存的一个单独区域中，与全局变量一起。因此，大多数程序至少有三个数据内存区域：堆栈、堆和全局变量。实际上，通常还有更多的内存区域，但您暂时可以忽略它们。 - user3553031

Answer 4

是的，指针在堆栈上分配，但指针所指向的对象在堆上分配。你是正确的。

然而，难道指向对象 m 的指针不是同时在堆栈上分配的吗？

我想你是指 Member 对象。指针在堆栈上分配，并将在整个函数（或其作用域）的持续时间内保留在那里。之后，代码可能仍然有效：

#include <iostream>
using namespace std;

struct Object {
    int somedata;
};

Object** globalPtrToPtr; // This is into another area called 
                         // "data segment", could be heap or stack

void function() {
    Object* pointerOnTheStack = new Object;
    globalPtrToPtr = &pointerOnTheStack;
    cout << "*globalPtrToPtr = " << *globalPtrToPtr << endl;
} // pointerOnTheStack is NO LONGER valid after the function exits

int main() {
     // This can give an access violation,
     // a different value after the pointer destruction
     // or even the same value as before, randomly - Undefined Behavior
    cout << "*globalPtrToPtr = " << *globalPtrToPtr << endl;
    return 0;
}

http://ideone.com/BwUVgm

以上代码存储了一个指针的地址，该指针驻留在堆栈上（并且会泄露内存，因为它没有使用delete释放Object分配的内存）。

由于在退出函数后指针被“销毁”（即其内存可以用于程序需要的任何用途），您不能再安全地访问它。

以上程序可能会正常运行、崩溃或给出不同的结果。访问已释放或取消分配的内存称为未定义行为。

- Marco A.