编译器是否可以优化在堆上分配静态数组的内存管理？

Question

我想在数据段中分配一个大的char数组，所以我使用了一些像这样的代码：

const int size = 1000000000 ;
static char chr [ size ] ;

int main ( ) 
{ 
    chr [ size - 1 ] = 1 ;  // line 1 
    string s ;
    cin >> s ;              // line 2
} 

第1行：我放置了这一行，以便该数组至少使用一次，并且没有从编译器中进行优化

第2行：为了停止执行并检查内存占用，例如：在Windows的任务管理器中

在Windows系统上，结果是当程序停留在第2行上等待用户输入时，在任务管理器上（在“内存”和“工作集”的两列中），该进程使用的内存量远远少于预期的1GB 。

然后，我尝试使用以下代码：

    int main ( ) 
    { 
        for ( int i = 0 ; i < size ; ++ i )
        {
            chr [ i ] = i ;
        }
        string s ;
        cin >> s ; // line 2
     } 

现在，当程序到达第2行时，经过几秒钟的快速增长，内存使用量达到了预期的1GB。

似乎内存是动态分配的，而不是静态分配的。

我对数组/内存模型的理解错误吗？

编译器是否动态分配大量数据以进行优化？

任务管理器是否显示物理分配的内存，因此1GB最初会在硬盘驱动器上分配，直到首次使用？

Answer 1

操作系统仅在访问内存后才分配内存。 了解有关需求分页的信息。

Answer 2

您正在分配虚拟内存。

如果您实际上不使用它，则不必将其存储在任何地方。

Answer 3

由于您实际上并没有使用数组（删除数组不会影响程序的输出，因此编译器可以自由地对其进行优化。有些系统采用一种惰性分配形式：它们不分配（并收取费用）直到真正访问它们为止的整个过程；即使不进行优化，也只能触摸单个页面（可以说，在懒散分配的系统上，您无法拥有一致的C或C ++实现。 Windows和Linux有罪，我们必须忍受它。）

Answer 4

编译器是否动态分配大量数据以进行优化？
不，不！

编译器永远不会那样做优化。
只有显式动态分配的内存才会进入freestore（或堆）

当你做

const int size = 1000000000 ;
static char chr [ size ] ;

在全局范围内，使用的内存甚至不是堆栈内存，使用的内存是数据段或BSS段，但是，C ++标准未指定应将其分配在何处，而是留作内部实现的编译器，但绝对不会在freestore（aka堆）上分配

另外，请勿使用任务管理器来分析C ++程序的内存使用情况，尤其是使用性能分析工具来执行此操作。任务管理器显示的内容不是真正的wrt程序。