动态存储管理：分配与回收策略

"动态存储管理是操作系统或编译程序在程序执行过程中进行存储空间分配和管理的重要机制。这一章主要讨论了动态存储管理的概念、基本问题以及可利用空间表的使用。 在动态存储管理中，程序的数据元素都需要相应的存储空间，这些空间通过存储单元进行访问。动态存储管理的主要任务是根据程序的请求分配内存，并在不再需要时回收这些空间。对于支持动态存储的语言（如C++），程序员可以使用如`malloc()`、`calloc()`、`free()`（在C中）或`new`、`delete`（在C++中）这样的函数来管理内存。 动态存储管理涉及两个关键概念：占用块和空闲块。占用块是已被分配给用户使用的连续内存区域，而空闲块则是尚未分配的连续内存区域。当用户请求分配内存时，操作系统有两种策略。一是从高地址的空闲块开始分配，直至无法分配时再进行回收和重组。二是每当程序结束运行，立即释放其占用的内存，系统在分配新内存时遍历所有空闲块以找到合适的块。 动态存储分配面临的主要问题包括如何有效地进行分配和回收。例如，当用户请求400个字节的空间时，系统需要决定是从大块中划分还是直接分配一个现有的小块。同样，在用户程序结束时，回收的内存块B是否应该直接成为独立的空闲块，还是与相邻的空闲块合并以形成更大的空闲空间。 为了解决这些问题，系统通常维护一个可利用空间表，其中包含了所有可分配的空闲块信息。当用户请求内存时，系统会从表中移除一个合适的空闲块节点分配给用户；而当用户释放内存时，系统则将这块内存插入回可利用空间表，以便后续的分配。 可利用空间表的管理方法有助于优化内存分配效率，避免碎片化，同时确保内存的有效利用。通过这种管理方式，系统能够更高效地响应内存请求，并尽可能减少内存浪费。然而，这同时也增加了系统复杂性，因为需要有效地跟踪和更新内存状态，以确保内存的正确分配和回收。 动态存储管理是编程语言和操作系统的核心组成部分，对于程序的运行效率和资源利用率具有深远影响。理解并掌握这些概念和技术，对于编写高效、内存友好的程序至关重要。"