堆和棧的區別
一、程式的記憶體分配
乙個由c/c++編譯的程式占用的記憶體分為以下幾個部分
1、棧區（stack）——由編譯器自動分配釋放 ，存放函式的引數值，區域性變數的值等。其
操作方式類似於資料結構中的棧。
2、堆區（heap）——般由程式設計師分配釋放， 若程式設計師不釋放，程式結束時可能由os回
收 。注意它與資料結構中的堆是兩回事。
3、全域性區（靜態區）（static）——全域性變數和靜態變數的儲存是放在一塊的，初始化的
全域性變數和靜態變數在一塊區域， 未初始化的全域性變數和未初始化的靜態變數在相鄰的另
一塊區域。 - 程式結束後由系統釋放。
4、文字常量區 ——常量字串就是放在這裡的。 程式結束後由系統釋放
5、程式**區——存放函式體的二進位制**。
二、堆和棧的理論知識
2.1申請方式
stack:
由系統自動分配。 例如，宣告在函式中乙個區域性變數 int b; 系統自動在棧中為b開闢空
間 ，heap:
需要程式設計師自己申請，並指明大小，在c中malloc函式
如p1 = (char *)malloc(10);
在c++中用new運算子
如p2 = new char[10];
但是注意p1、p2本身是在棧中的。
2.2
申請後系統的響應
棧：只要棧的剩餘空間大於所申請空間，系統將為程式提供記憶體，否則將報異常提示棧溢
出。 堆：首先應該知道作業系統有乙個記錄空閒記憶體位址的鍊錶，當系統收到程式的申請時，
會遍歷該鍊錶，尋找第乙個空間大於所申請空間的堆結點，然後將該結點從空閒結點鍊錶
中刪除，並將該結點的空間分配給程式，另外，對於大多數系統，會在這塊記憶體空間中的
首位址處記錄本次分配的大小，這樣，**中的delete語句才能正確的釋放本記憶體空間。
另外，由於找到的堆結點的大小不一定正好等於申請的大小，系統會自動的將多餘的那部
分重新放入空閒鍊錶中。
2.3申請大小的限制
棧：在windows下,棧是向
低位址擴充套件
的資料結構，是一塊連續的記憶體的區域。這句話的意
思是棧頂的位址和棧的最大容量是系統預先規定好的，在windows下，棧的大小是2m（也有
的說是1m，總之是乙個編譯時就確定的常數），如果申請的空間超過棧的剩餘空間時，將
提示overflow。因此，能從棧獲得的空間較小。
堆：堆是向
高位址擴充套件
的資料結構，是不連續的記憶體區域。這是由於系統是用鍊錶來儲存
的空閒記憶體位址的，自然是不連續的，而鍊錶的遍歷方向是由低位址向高位址。堆的大小
受限於計算機系統中有效的虛擬記憶體。由此可見，堆獲得的空間比較靈活，也比較大。
2.4申請效率的比較：
棧由系統自動分配，速度較快
。但程式設計師是無法控制的。
堆是由new分配的記憶體，一般
速度比較慢
，而且容易產生記憶體碎片,不過用起來最方便.
另外，在windows下，最好的方式是用virtualalloc分配記憶體，他不是在堆，也不是在棧是
直接在程序的位址空間中保留一塊記憶體，雖然用起來最不方便。但是速度快，也最靈活。
2.5堆和棧中的儲存內容
棧： 在函式呼叫時，第乙個進棧的是主函式中後的下一條指令（函式呼叫語句的下一條可
執行語句）的位址，然後是函式的各個引數，在大多數的c編譯器中，引數是由右往左入棧
的，然後是函式中的區域性變數。注意靜態變數是不入棧的。
當本次函式呼叫結束後，區域性變數先出棧，然後是引數，最後棧頂指標指向最開始存的地
址，也就是主函式中的下一條指令，程式由該點繼續執行。
堆：一般是在堆的頭部用乙個位元組存放堆的大小。堆中的具體內容由程式設計師安排。
2.6小結：
堆和棧的區別可以用如下的比喻來看出：
使用棧就象我們去飯館裡吃飯，只管點菜（發出申請）、付錢、和吃（使用），吃飽了就
走，不必理會切菜、洗菜等準備工作和洗碗、刷鍋等掃尾工作，他的好處是快捷，但是自
由度小。
使用堆就象是自己動手做喜歡吃的菜餚，比較麻煩，但是比較符合自己的口味，而且自由
度大。 (經典！)
1.管理方式不同；
2.空間大小不同；
3.能否產生碎片；
4.生長方向不同；
5.分配方式不同；
6.分配效率不同
管理方式：對於棧來講，是由編譯器自動管理，無需我們手工控制；對於堆來說，釋放工作由程式設計師控制，容易產生memory leak。
空間大小：一般來講在32位系統下，堆記憶體可以達到4g的空間，從這個角度來看堆記憶體幾乎是沒有什麼限制的。但是對於棧來講，一般都是有一定的空間大小的，例如，在vc6下面，預設的棧空間大小是1m（好像是，記不清楚了）。
碎片問題：對於堆來講，頻繁的new/delete勢必會造成記憶體空間的不連續，從而造成大量的碎片，使程式效率降低。對於棧來講，則不會存在這個問題，因為棧是先進後出的佇列，他們是如此的一一對應，以至於永遠都不可能有乙個記憶體塊從棧中間彈出，在他彈出之前，在他上面的後進的棧內容已經被彈出，詳細的可以參考資料結構，這裡我們就不再一一討論了。
生長方向：對於堆來講，生長方向是向上的，也就是向著記憶體位址增加的方向；對於棧來講，它的生長方向是向下的，是向著記憶體位址減小的方向增長。
分配方式：堆都是動態分配的，沒有靜態分配的堆。棧有2種分配方式：靜態分配和動態分配。靜態分配是編譯器完成的，比如區域性變數的分配。動態分配由alloca函式進行分配，但是棧的動態分配和堆是不同的，他的動態分配是由編譯器進行釋放，無需我們手工實現。
分配效率：棧是機器系統提供的資料結構，計算機會在底層對棧提供支援：分配專門的暫存器存放棧的位址，壓棧出棧都有專門的指令執行，這就決定了棧的效率比較高。堆則是c/c++函式庫提供的，它的機制是很複雜的，例如為了分配一塊記憶體，庫函式會按照一定的演算法（具體的演算法可以參考資料結構/作業系統）在堆記憶體中搜尋可用的足夠大小的空間，如果沒有足夠大小的空間（可能是由於記憶體碎片太多），就有可能呼叫系統功能去增加程式資料段的記憶體空間，這樣就有機會分到足夠大小的記憶體，然後進行返回。顯然，堆的效率比棧要低得多。
從這裡我們可以看到，堆和棧相比，由於大量new/delete的使用，容易造成大量的記憶體碎片；由於沒有專門的系統支援，效率很低；由於可能引發使用者態和核心態的切換，記憶體的申請，代價變得更加昂貴。所以棧在程式中是應用最廣泛的，就算是函式的呼叫也利用棧去完成，函式呼叫過程中的引數，返回位址，ebp和區域性變數都採用棧的方式存放。所以，我們推薦大家盡量用棧，而不是用堆。
雖然棧有如此眾多的好處，但是由於和堆相比不是那麼靈活，有時候分配大量的記憶體空間，還是用堆好一些。
無論是堆還是棧，都要防止越界現象的發生（除非你是故意使其越界），因為越界的結果要麼是程式崩潰。
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