堆栈帧问题：Java 与 C++

Question

Q1.在Java中，所有的对象、数组和类变量都存储在堆上？对于C++来说也是如此吗？数据段是堆的一部分吗？

下面的 C++ 代码怎么样？

class MyClass{
    private:
            static int counter; 
            static int number;
};

MyClass::number = 100;

Q2。据我的理解，编译器赋予特定值的变量存储在数据段中，未初始化的全局变量和静态变量存储在BSS（由符号启动的块）中。在这种情况下，静态的 MyClass::counter 被编译器初始化为零，因此它存储在 BSS 中，初始化为 100 的 MyClass::number 存储在数据段中。我的结论正确吗？

Q3。考虑以下代码：

void doHello(MyClass &localObj){   
// 3.1 localObj is a reference parameter, where will this get stored in Heap or Stack?
      // do something
}

void doHelloAgain(MyClass localObj){   
// 3.2 localObj is a parameter, where will this get stored in Heap or Stack?
      // do something
}

int main(){
      MyClass *a = new MyClass();  // stored in heap

      MyClass localObj;   
      // 3.3 Where is this stored in heap or stack?
      doHello(localObj);
      doHelloAgain(localObj);
}

我希望我已经向所有人明确了我的问题

编辑：

请参考此文章对 BSS 的一些了解

编辑1：将类名从 MyInstance 更改为 MyClass，因为它是一个糟糕的名称。真诚的道歉

编辑2：将类成员变量号从非静态更改为静态

Answer 1

据我所知，这有点简化，但大部分是准确的。

在Java中，所有对象都在堆上分配（包括所有成员变量）。大多数其他内容（参数）都是引用，引用本身与本机类型（整数、长整型等）一起存储在堆栈中，但字符串除外，字符串更像是对象而不是本机类型。

在 C++ 中，如果您要使用“new”关键字分配所有对象，那么情况与 java 几乎相同，但在 C++ 中存在一种独特的情况，因为您可以在堆栈上分配对象（您并不总是必须使用“新”）。

另请注意，Java 的堆性能比 C 的堆性能更接近 C 的堆栈性能，垃圾收集器做了一些非常聪明的事情。它仍然不如堆栈好，但比堆好得多。这是必要的，因为 Java 无法在堆栈上分配对象。

Answer 2

Q1

Java也在堆栈上存储变量，但类实例在堆上分配。在 C++ 中，您可以自由地在堆栈或堆上分配类实例。通过使用 new 关键字，您可以在堆上分配实例。

数据段不是堆的一部分，而是在进程启动时分配的。堆用于动态内存分配，而数据段是静态的并且内容在编译时已知。

BSS段只是一种优化，其中属于该数据段的所有未初始化或初始化为零的数据（例如字符串、常数等）都被移动到BSS段。数据段必须嵌入到可执行文件中，并且通过将“所有零”移动到末尾，可以将它们从可执行文件中删除。当加载可执行文件时，BSS 段被分配并初始化为零，并且编译器仍然能够知道 BSS 段内的各种缓冲区、变量等的地址。

Q2

MyClass::number 存储在分配 MyClass 类的实例的位置。它可以位于堆上或堆栈上。请注意在第三季度中，a 如何指向在堆上分配的 MyClass 实例，而 localObj 是在堆栈上分配的。因此，a->number 位于堆上，而 localObj.number 位于堆栈上。

由于 MyClass::number 是一个实例变量，您不能像这样分配它：

MyClass::number = 100;

但是，您可以分配 MyClass::counter 因为它是静态的（除了它是私有的） ：

MyClass::counter = 100;

Q3

当您调用doHello时，变量localObj（在main中）通过引用传递。 doHello 中的变量 localObj 引用堆栈上的该变量。如果您更改它，更改将存储在分配 main 中的 localObj 的堆栈中。

当您调用doHelloAgain时，变量localObj（在main中）被复制到堆栈上。在 doHelloAgain 内部，变量 localObj 在堆栈上分配，并且仅在调用期间存在。

Answer 3

在 C++ 中，对象可以在堆栈上分配...例如，Q3 主例程中的 localObj。

我感觉到类与实例之间存在一些混淆。 “MyInstance”作为变量名比类名更有意义。在您的 Q1 示例中，“number”存在于 MyInstance 类型的每个对象中。 “计数器”由所有实例共享。 “MyInstance::counter = 100”是有效的分配，但“MyInstance::number = 100”不是，因为您尚未指定
应该将其“number”成员分配给哪个对象。

Answer 4

Q1。在 Java 中，所有对象、数组和
类变量存储在
堆？对于C++来说也是如此吗？是
数据段是堆的一部分？

不，数据部分与堆是分开的。基本上，数据部分是在加载时分配的，之后所有内容都有一个固定的位置。此外，对象可以在堆栈上分配。

对象位于堆上的唯一时间是使用 new 关键字，或者使用 malloc 系列函数中的某些内容。

第二季度。据我的理解，
被赋予特定的变量
编译器的值存储在数据中
段，以及未初始化的全局和
静态变量存储在BSS中
（块由符号开始）。在这个
情况下，MyInstance::counter 是静态的
被编译器初始化为零
所以它存储在 BSS 中并且
MyInstance::number 是
初始化为 100 存储在
数据段。我的做法正确吗
结论？

是的，您对BSS部分的理解是正确的。但是，由于 number 不是静态的，因此代码：

MyInstance::number = 100;

不合法，因此需要将其设置为静态或在构造函数中正确初始化。如果在构造函数中初始化它，则无论分配拥有的对象，它都将存在。如果将其设为静态，它将最终出现在数据部分......如果有的话。通常，static const int 变量可以直接内联到所使用的代码中，这样根本不需要全局变量。

第三季度。考虑以下代码：...

void doHello(MyInstance &localObj){

localObj 是对传递的对象的引用。据你所知，没有存储，它指的是传递的变量在哪里。实际上，在底层，可以在堆栈上传递一个指针来促进这一点。但如果可以的话，编译器也可以轻松地对其进行优化。

void doHelloAgain(MyInstance localObj){

传递参数的副本被放置在堆栈上。

MyInstance localObj;
// 3.3 Where is this stored in heap or stack?

localObj 在堆栈上。

Answer 5

此处列出了 C++ 中的所有内存区域